TWI756570B - 晶圓清洗裝置及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本揭露提供一種晶圓清洗裝置，包含旋轉基底、第一手臂以及第二手臂。旋轉基底設置以支撐晶圓。第一手臂位在旋轉基底上方並設置以供給化學溶劑。第二手臂可移動地位在旋轉基底上方。其中當第一手臂非正常地停止供給化學溶劑時，第二手臂設置以自旋轉基底上供給第一清潔溶劑。

Description

晶圓清洗裝置及其操作方法
本揭露是有關於一種晶圓清洗裝置及其操作方法。
在傳統的晶圓處理裝置中，供給化學溶液的手臂可能因機械問題而非正常地停止。若手臂無法被移動，則接續的製程可能也因此停止，導致晶圓上的化學溶劑無法被去除。如此一來，化學溶劑可能過度蝕刻晶圓而使晶圓表面被破壞。因此，建造一種可在手臂非正常地停止供給化學溶劑時將化學溶劑移除的晶圓清洗裝置，為目前所急需研發之技術。
本揭露之一技術態樣為一種晶圓清洗裝置。
晶圓清洗裝置包含旋轉基底、第一手臂以及第二手臂。旋轉基底設置以支撐晶圓。第一手臂位在旋轉基底上方並設置以供給化學溶劑。第二手臂可移動地位在旋轉基底上方。其中當第一手臂非正常地停止供給化學溶劑時，第二手臂設置以自旋轉基底上供給第一清潔溶劑。
於一些實施例中，當第一手臂非正常地停止供給化學溶劑時，第二手臂位在第一手臂與旋轉基底之間。
於一些實施例中，當第一手臂非正常地停止供給化學溶劑時，第二手臂與第一手臂重疊。
於一些實施例中，第二手臂還包含偵測器，設置以藉由紅外線偵測第一手臂之位置。
於一些實施例中，偵測器設置以偵測第一手臂與第二手臂之間的距離。
於一些實施例中，偵測器設置以偵測第一手臂相對於旋轉基底的高度。
於一些實施例中，晶圓清洗裝置還包含第一馬達，設置以驅動第一手臂。
於一些實施例中，晶圓清洗裝置還包含第二馬達，設置以驅動第二手臂。
於一些實施例中，第二馬達設置以調整第二手臂的高度及位置。
於一些實施例中，第一清潔溶劑包含去離子水(Deionized Water，DI Water)或異丙醇(Isopropyl Alcohol，IPA)。
於一些實施例中，手臂還包含第一溶劑管路，位在第二手臂中，且第一溶劑管路設置以輸送第一清潔溶劑。
於一些實施例中，第二手臂還包含第二溶劑管路，位在第二手臂中，且第二溶劑管路設置以輸送第二清潔溶劑。
本揭露之另一技術態樣為一種晶圓清洗裝置的操作方法。
於一些實施例中，偵測第一手臂的位置是藉由紅外線偵測方式執行。
於一些實施例中，第二手臂是藉由馬達移動。
於一些實施例中，移動第二手臂還包含調整第二手臂的高度及位置。
於一些實施例中，偵測第一手臂的位置還包含藉由第二手臂的偵測器偵測第一手臂與第二手臂之間的距離。
於一些實施例中，偵測第一手臂的位置還包含藉由第二手臂的偵測器偵測第一手臂相對於旋轉基底的高度。
於上述實施例中，當第一手臂非正常地停止時，晶圓清洗裝置之第二手臂可供給第一清潔溶劑以清洗晶圓，因此可避免對於晶圓之破壞的產生。除此之外，由於晶圓清洗裝置為單晶圓裝置，因此當發生第一手臂非正常地停止的狀況時，第二手臂可被立即地控制以供給第一清潔溶劑。
100‧‧‧晶圓清洗裝置
105‧‧‧晶圓
110‧‧‧旋轉基底
120‧‧‧第一手臂
124‧‧‧化學溶劑
128‧‧‧第一噴嘴
130‧‧‧第二手臂
132‧‧‧偵測器
134‧‧‧第一清潔溶劑
136‧‧‧第二清潔溶劑
138‧‧‧第二噴嘴
140‧‧‧第一馬達
150‧‧‧第二馬達
160‧‧‧控制器
170‧‧‧第一溶劑管路
180‧‧‧第二溶劑管路
H‧‧‧高度
D‧‧‧距離
第1圖為根據本揭露一些實施例之晶圓清洗裝置100的側視圖。
第2圖為第1圖之晶圓清洗裝置的第一手臂正常供給化學溶劑時的上視圖。
第3圖為第1圖之晶圓清洗裝置的第一手臂非正常地停止供給化學溶劑時的上視圖。
第4圖為根據本揭露一些實施例之另一晶圓清洗裝置100a的側視圖。
第5圖為根據本揭露一些實施例之操作晶圓清洗裝置的方法的流程圖。
以下將以圖式揭露複數個實施例，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本揭露。也就是說，在本揭露部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。並且，除非有其他表示，在不同圖式中相同之元件符號可視為相對應的組件。這些圖式之繪示是為了清楚表達這些實施例中各元件之間的連接關係，並非繪示各元件的實際尺寸。
第1圖為根據本揭露一些實施例之晶圓清洗裝置100的側視圖。晶圓清洗裝置100包含旋轉基底110、第一手臂120以及第二手臂130。旋轉基底110設置以支撐晶圓105。第一手臂120位在旋轉基底110上方並設置以供給化學溶劑124。第二手臂130可移動地位在旋轉基底110上方。當第一手臂120非正常地停止供給化學溶劑124時，第二手臂130設置以自旋轉基底110上供給第一清潔溶劑134於晶圓105上。化學溶 劑124，例如可用以蝕刻晶圓105以形成圖案。第一清潔溶劑134可用以清洗並移除化學溶劑124。
具體來說，當第一手臂120非正常地停止時，會使製程流程中止。換句話說，第一手臂120可能停止供給化學溶劑124，且後續的製程將無法被執行。舉例來說，第一手臂120可於後續製程中供給去離子水(Deionized Water，DI Water)或異丙醇(Isopropyl Alcohol，IPA)。也就是說，化學溶劑124在超過了反應時間後無法被立即移除。如此一來，化學溶劑124將會破壞晶圓105。因此，當第一手臂120非正常地停止供給化學溶劑124時，第二手臂130可被移動至位在第一手臂120與旋轉基底110之間的位置。於一些實施方式中，第二手臂130是與第一手臂120重疊。第1圖中所示的晶圓清洗裝置100為繪示當第一手臂120非正常地停止時的狀態。藉由如此結構，第二手臂130可供給清潔溶劑(例如，去離子水或異丙醇)以清潔晶圓105，如此可避免晶圓105被破壞。
於本實施例中，晶圓清洗裝置100為單晶圓裝置。也就是說，第一手臂120和第二手臂130是分別供給化學溶劑124和第一清潔溶劑134於位在旋轉基底110上的晶圓105。藉由如此結構，當發生第一手臂120非正常地停止的狀況時，第二手臂130可被控制以立即地供給第一清潔溶劑134。
於一些實施例中，晶圓清洗裝置100還包含第一馬達140、第二馬達150以及控制器160。第一馬達140以及第二馬達150與控制器160電性連接。第一馬達140電性連接至第一手臂120且設置以驅動第一手臂120。第二馬達150電性連接 至第二手臂130且設置以驅動第二手臂130。第二手臂130還包含電性連接至控制器160的偵測器132。偵測器132設置以藉由紅外線偵測第一手臂120之位置。第二馬達150設置以根據來自偵測器132的偵測結果而調整第二手臂130的高度及位置。
第2圖為第1圖之晶圓清洗裝置100的第一手臂120正常供給化學溶劑124時的上視圖。如第1圖及第2圖所示，當第一手臂120正常地供給化學溶劑124時，第二手臂130鄰進旋轉基底110，但並未位在第一手臂120與晶圓105之間。
具體來說，例如，第一馬達140的故障會造成第一手臂120非正常地停止，且將觸發控制器160傳送訊號至第二馬達150及第二手臂130的偵測器132。如此一來，第二手臂130的偵測器132可執行紅外線偵測，且第二馬達150可根據紅外線偵測的結果而驅動第二手臂130。
舉例來說，如第1圖所示，偵測器132是設置以偵測第一手臂120相對於該旋轉基底110或晶圓105的高度H。於本實施例中，高度H代表第一手臂120與晶圓105的上表面之間的距離。偵測器132將測得的高度H傳輸至控制器160，而控制器160可控制第二馬達150以調整第二手臂130的高度。
同樣地，如第1圖及第2圖所示，偵測器132設置以偵測第一手臂120與第二手臂130之間的距離D。第一手臂120包含第一噴嘴128，且第二手臂130包含第二噴嘴138。於一些實施例中，第一噴嘴128被帶動至實質上位在晶圓105或旋轉基底110的中心上方。距離D代表第一噴嘴128與第二噴嘴138之間的距離。偵測器132將測得的距離D傳輸至控制器 160，而控制器160可控制第二馬達150以調整第二手臂130的位置。
第3圖為第1圖之晶圓清洗裝置100的第一手臂120非正常地停止供給化學溶劑124時的上視圖。如第2圖及第3圖所示，第二手臂130可藉由第二馬達150而旋轉。於一些實施例中，第二手臂130也可藉由第二馬達150而直線移動。
如此一來，如第2圖及第3圖所示，第二馬達150調整第二手臂130的高度及位置，使得第二手臂130可移動至第一手臂120與旋轉基底110之間，且第二手臂130可與第一手臂120重疊。如此一來，第二手臂130將不會在移動時撞擊第一手臂120。除此之外，第二噴嘴138是與第一噴嘴128重疊，使得第一清潔溶劑134可被直接供給於化學溶劑124被添加的區域。
請參閱第1圖，第二手臂130還包含第一溶劑管路170，第一溶劑管路170位在第二手臂130中。第一溶劑管路170設置以輸送第一清潔溶劑134。於一些實施例中，第一清潔溶劑134可為去離子水或異丙醇，然而第一清潔溶劑134可根據使用者需求而決定或者根據製程需求由控制器160控制而決定。如此一來，位在晶圓105上的剩餘的化學溶劑124可藉由第一清潔溶劑134而移除。
具體來說，於一些實施例中，晶圓清洗裝置100還包含電性連接至控制器160的另一偵測器(圖未示)，此偵測器設置以偵測晶圓105表面的狀態。如此一來，控制器160可進一步控制需要用以清洗晶圓105的第一清潔溶劑134之容 量。
第4圖為根據本揭露一些實施例之另一晶圓清洗裝置100a的側視圖。晶圓清洗裝置100a與晶圓清洗裝置100大致相同，其差異在於晶圓清洗裝置100a還包含第二溶劑管路180，第二溶劑管路180位在第二手臂130中。第二溶劑管路180與第一溶劑管路170分離，且第二溶劑管路180設置以輸送第二清潔溶劑136。於本實施例中，第一溶劑管路170與第二溶劑管路180分別用以輸送去離子水以及異丙醇，但本揭露並不以此為限。
同樣地，第一溶劑管路170與第二溶劑管路180的容量可由根據製程需求而由控制器160決定，或者根據另一偵測器所偵測到的晶圓105的表面狀態而決定。
第5圖為根據本揭露一些實施例之操作晶圓清洗裝置100的方法的流程圖。請參閱第1圖及第4圖。操作晶圓清洗裝置100的方法開始於步驟S102，當晶圓清洗裝置100之第一手臂120非正常地停止時，藉由控制器160傳送訊號至晶圓清洗裝置100之第二手臂130的偵測器132。於一些實施例中，第一手臂120的非正常停止可能因第一馬達140的故障而造成。接著，在步驟S104中，藉由第二手臂130的偵測器132偵測第一手臂120的位置。於一些實施例中，第一手臂120的位置可能包含第一手臂120與第二手臂130之間的距離D(見第2圖)或者第一手臂120相對於旋轉基底110的高度H。接著於步驟S106中，根據來自第二手臂130的偵測器132的偵測結果移動第二手臂130。於一些實施例中，第二馬達150可調整第二 手臂130的高度及位置。接續地，於步驟S108中，藉由第二手臂130供給第一清潔溶劑134以清潔晶圓105。於一些實施例中，第二手臂130可供給第一清潔溶劑134以及第二清潔溶劑136。
綜上所述，晶圓清洗裝置100之第二手臂130可供給第一清潔溶劑134以及第二清潔溶劑136以清洗晶圓105，可避免對於晶圓105之破壞的產生。第二馬達150可根據偵測器132的偵測結果而調整第二手臂130的高度及位置，使第二手臂130不會在移動時撞擊第一手臂120。除此之外，由於晶圓清洗裝置100為單晶圓裝置，因此當發生第一手臂120非正常地停止的狀況時，第二手臂130可被立即地控制以供給第一清潔溶劑134(以及第二清潔溶劑136)。
雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧晶圓清洗裝置
105‧‧‧晶圓
110‧‧‧旋轉基底
120‧‧‧第一手臂
124‧‧‧化學溶劑
128‧‧‧第一噴嘴
130‧‧‧第二手臂
132‧‧‧偵測器
134‧‧‧第一清潔溶劑
138‧‧‧第二噴嘴
140‧‧‧第一馬達
150‧‧‧第二馬達
160‧‧‧控制器
170‧‧‧第一溶劑管路
H‧‧‧高度

Claims (17)

  1. 一種晶圓清洗裝置，包含：一旋轉基底，設置以支撐一晶圓；一第一手臂，位在該旋轉基底上方並設置以供給一化學溶劑；以及一第二手臂，可移動地位在該旋轉基底上方，該第二手臂還包含一偵測器，設置以藉由紅外線偵測該第一手臂之一位置，其中當該第一手臂非正常地停止供給該化學溶劑時，該第二手臂設置以自該旋轉基底上供給一第一清潔溶劑。
  2. 如請求項1所述之晶圓清洗裝置，其中當該第一手臂非正常地停止供給該化學溶劑時，該第二手臂位在該第一手臂與該旋轉基底之間。
  3. 如請求項1所述之晶圓清洗裝置，其中當該第一手臂非正常地停止供給該化學溶劑時，該第二手臂與該第一手臂重疊。
  4. 如請求項1所述之晶圓清洗裝置，其中該偵測器設置以偵測該第一手臂與該第二手臂之間的一距離。
  5. 如請求項1所述之晶圓清洗裝置，其中該偵測器設置以偵測該第一手臂相對於該旋轉基底的一高度。
  6. 如請求項1所述之晶圓清洗裝置，還包含一 第一馬達，設置以驅動該第一手臂。
  7. 如請求項1所述之晶圓清洗裝置，還包含一第二馬達，設置以驅動該第二手臂。
  8. 如請求項7所述之晶圓清洗裝置，其中該第二馬達設置以調整該第二手臂的高度及位置。
  9. 如請求項1所述之晶圓清洗裝置，其中該第一清潔溶劑包含去離子水(Deionized Water，DI Water)或異丙醇(Isopropyl Alcohol，IPA)。
  10. 如請求項1所述之晶圓清洗裝置，其中該第二手臂還包含一第一溶劑管路，位在該第二手臂中，且該第一溶劑管路設置以輸送該第一清潔溶劑。
  11. 如請求項10所述之晶圓清洗裝置，其中該第二手臂還包含一第二溶劑管路，位在該第二手臂中，且該第二溶劑管路設置以輸送一第二清潔溶劑。
  12. 一種晶圓清洗裝置之操作方法，包含：當一晶圓清洗裝置之一第一手臂非正常地停止時，藉由一控制器傳送一訊號至該晶圓清洗裝置之一第二手臂的一偵測器；藉由該第二手臂的該偵測器偵測該第一手臂的一位置； 根據來自該第二手臂的該偵測器的一偵測結果移動該第二手臂；以及藉由該第二手臂供給一第一清潔溶劑。
  13. 如請求項12所述之晶圓清洗裝置之操作方法，其中偵測該第一手臂的該位置是藉由紅外線偵測方式執行。
  14. 如請求項12所述之晶圓清洗裝置之操作方法，其中該第二手臂是藉由一馬達移動。
  15. 如請求項12所述之晶圓清洗裝置之操作方法，其中移動該第二手臂還包含調整該第二手臂的一高度及一位置。
  16. 如請求項12所述之晶圓清洗裝置之操作方法，其中偵測該第一手臂的該位置還包含藉由該第二手臂的該偵測器偵測該第一手臂與該第二手臂之間的一距離。
  17. 如請求項12所述之晶圓清洗裝置之操作方法，其中偵測該第一手臂的該位置還包含藉由該第二手臂的該偵測器偵測該第一手臂相對於該旋轉基底的一高度。
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