TWI770727B - 晶圓清洗裝置及清洗晶圓的方法 - Google Patents

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Abstract

一種晶圓清洗裝置包括承載台、至少一噴嘴、底盤、上殼體及下殼體。承載台用於承載晶圓，晶圓的頂面塗佈有光阻劑。至少一噴嘴用以朝向晶圓噴灑清洗溶液。底盤用於回收清洗溶液。下殼體設置於底盤上。上殼體設置於下殼體上，其中底盤、下殼體及上殼體環繞並容置承載台，且上殼體及下殼體共同形成朝向承載台及底盤延伸的液流通道，液流通道用以引導清洗溶液流向底盤。

Description

晶圓清洗裝置及清洗晶圓的方法
本發明涉及一種清洗裝置及一種清洗方法，特別是指用於清洗晶圓用的清洗裝置及方法。
光阻劑已廣泛地使用在現今的積體電路的製程中。光阻劑通常是由塗佈設備在矽晶圓旋轉時將光阻劑噴灑在矽晶圓表面並成形。
在旋轉塗佈過程中，通過位於矽晶圓周圍的保護罩來避免濺射的光阻劑污染周邊環境。然而，通過所述保護罩在防止污染的同時，也容易造成矽晶圓表面的圖形缺陷，尤其在晶邊清洗(Bevel Rinse)時更為嚴重。
因此，如何提出一種可解決上述問題的晶圓清洗裝置，是目前業界亟欲投入研發資源解決的問題之一。
有鑑於此，本發明之一目的在於提出一種可有解決上述問題的晶圓清洗裝置。
為了達到上述目的，依據本發明之一實施方式提供一種晶圓清洗裝置包括承載台、至少一噴嘴、底盤、上殼體及下殼體。承載台用於承載晶圓，晶圓的頂面塗佈有光阻劑。至少一噴嘴用以朝向晶圓噴灑清洗溶液。底盤用於回收清洗溶液。下殼體設置於底盤上。上殼體設置於下殼體上，其中底盤、下殼體及上殼體環繞並容置承載台，且上殼體及下殼體共同形成朝向承載台及底盤延伸的液流通道，液流通道用以引導清洗溶液流向底盤。
在本發明的一個或多個實施方式中，上殼體的內端延伸至承載台的承載面之上，而下殼體的內端延伸至承載台之下。
在本發明的一個或多個實施方式中，至少一噴嘴包括第一噴嘴及第二噴嘴。第一噴嘴設置於底盤上，第一噴嘴用以在承載台帶動晶圓轉動時，朝向晶圓的底面噴灑清洗溶液。第二噴嘴設置於下殼體的頂面上，第二噴嘴用以在承載台帶動晶圓轉動時，朝向晶圓的晶邊噴灑清洗溶液。
在本發明的一個或多個實施方式中，晶圓清洗裝置包括控制器，控制器用以控制第一噴嘴朝向晶圓的底面噴灑清洗溶液結束後，使第二噴嘴朝向晶圓的晶邊噴灑清洗溶液。
在本發明的一個或多個實施方式中，晶圓清洗裝置包括控制器，控制器用以控制第二噴嘴朝向晶圓的晶邊噴灑清洗溶液結束後，使第一噴嘴朝向晶圓的底面噴灑清洗溶液。
本發明之一目的在於提出一種可有解決上述問題的清洗晶圓方法。
為了達到上述目的，依據本發明之一實施方式提供一種用於清洗晶圓的方法，其包括：提供承載台、至少一噴嘴、底盤、下殼體及上殼體，其中下殼體設置於底盤上，上殼體設置於下殼體上，底盤、下殼體及上殼體環繞並容置承載台，且上殼體及下殼體共同形成朝向承載台及底盤延伸的液流通道，液流通道用以引導清洗溶液流向底盤；使用承載台吸附晶圓，使承載台轉動晶圓並在晶圓的頂面上塗佈光阻劑；使用至少一噴嘴朝向晶圓的底面及晶邊噴灑清洗溶液；以及使用底盤回收清洗溶液。
在本發明的一個或多個實施方式中，至少一噴嘴包括第一噴嘴及第二噴嘴，而至少一噴嘴朝向晶圓的底面及晶邊噴灑清洗溶液，包括：使用第一噴嘴朝向晶圓的底面噴灑清洗溶液；以及使用第二噴嘴朝向晶圓的晶邊噴灑清洗溶液。
在本發明的一個或多個實施方式中，使用第一噴嘴朝向晶圓的底面噴灑清洗溶液結束後，使用第二噴嘴接著朝向晶圓的晶邊噴灑清洗溶液。
在本發明的一個或多個實施方式中，使用第二噴嘴朝向晶圓的晶邊噴灑清洗溶液結束後，使用第一噴嘴接著朝向晶圓的底面噴灑清洗溶液結束之後。
在本發明的一個或多個實施方式中，使用第一噴嘴及第二噴嘴於同時分別朝向晶圓的底面及晶邊噴灑清洗溶液。
綜上所述，本發明的晶圓清洗裝置除了能有效地回收清洗溶液之外，本發明更可以避免清洗溶液在清洗晶圓時，因為晶圓旋轉過快而回濺至晶圓的表面，進而能避免清洗晶圓的晶邊和底面時產生缺陷。
以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，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發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。除此之外，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。
請參考第1圖及第2圖。第1圖根據本發明一個或多個實施方式繪示晶圓清洗裝置100的部分元件立體示意圖。第2圖繪示為晶圓清洗裝置100的剖面示意圖。在本發明之一些實施方式中，晶圓清洗裝置100包括可旋轉的承載台110、至少一噴嘴120、底盤130、環形的下殼體140及環形的上殼體150。承載台110用於承載晶圓W，晶圓W的頂面W1塗佈有光阻劑。噴嘴120用以朝向承載台110上的晶圓W噴灑清洗溶液。底盤130用於回收清洗溶液，下殼體140設置於底盤130上，且上殼體150設置於下殼體140上，其中底盤130、下殼體140及上殼體150環繞並容置承載台110。下殼體140及上殼體150共同形成朝向承載台110及底盤130延伸的液流通道P，液流通道P朝遠離承載台110的方向漸縮，其中液流通道P是用以引導清洗溶液流向底盤130。此外，底盤130上可以設置有回收清洗溶液的管道或裝置，但本發明並不以此為限。
具體而言，上殼體150的內端150a延伸至承載台110的承載面110a之上，而下殼體140的內端140a延伸至承載台110之下(例如是正下方)。因此，承載台110位於下殼體140的內端140a及上殼體150的內端150a之間，而下殼體140及上殼體150可同時阻擋並引導承載台110旋轉而噴濺的光阻液或清洗溶液。
在本發明的一個或多個實施方式中，晶圓清洗裝置100更包括環形的上蓋160，其中上蓋160設置於上殼體150上並環繞承載台110。具體而言，上蓋160包括環狀內壁161，其中環狀內壁161環繞並面向承載台110，藉此上蓋160能有效避免汙染物濺出，但本發明並不以此為限。
在本發明的一個或多個實施方式中，至少一噴嘴120包括第一噴嘴120a及第二噴嘴120b。第一噴嘴120a設置於底盤130上，當承載台110帶動晶圓W轉動時，第一噴嘴120a選擇性地朝向晶圓W的底面W2噴灑清洗溶液。例如，參考噴灑方向S1，第一噴嘴120a經由底盤130的圓筒狀結構131及下殼體140的內端140a共同形成的中空通道朝向晶圓W的底面W2噴灑清洗溶液。第二噴嘴120b設置於下殼體140的頂面上，並位於液流通道P中以對準晶圓W的晶邊W3。參考噴灑方向S2，當承載台110帶動晶圓W轉動時，第二噴嘴120b選擇性地朝向晶圓W的晶邊W3噴灑清洗溶液。藉此，能有效清除晶圓W的底面W2及晶邊W3上的汙染物和/或雜質。具體而言，承載台110帶動晶圓W旋轉時的轉速介於600 RPM至1500 RPM。更佳地，晶圓W旋轉時的轉速介於600 RPM至1200 RPM，但本發明並不以此為限。
在本發明的一些實施方式中，晶圓清洗裝置100包括控制器170，控制器170連接第一噴嘴120a及第二噴嘴120b，且控制器170用以控制第一噴嘴120a朝向晶圓W的底面W2噴灑清洗溶液結束後，使第二噴嘴120b朝向晶圓W的晶邊W3噴灑清洗溶液。具體而言，第一噴嘴120a先對旋轉中的晶圓W的底面W2噴灑清洗溶液5秒至20秒並停止之後，接著第二噴嘴120b對旋轉中的晶圓W的晶邊W3噴灑清洗溶液5至20秒，以完整地清洗晶圓W的底面W2及晶邊W3，但本發明並不以此為限。控制器170是具有運算功能的運算裝置，其可以為中央處理器或微處理器並搭載適合的軟體或韌體進而控制第一噴嘴120a、第二噴嘴120b或其他的硬體。
在本發明的另一些實施方式中，控制器170控制第二噴嘴120b朝向晶圓W的晶邊W3噴灑清洗溶液結束後，接著使第一噴嘴120a朝向晶圓W的底面W2噴灑清洗溶液。具體而言，第二噴嘴120b先對旋轉中的晶圓W的晶邊W3噴灑清洗溶液5至20秒並停止之後，第一噴嘴120a接著對旋轉中的晶圓W的底面W2噴灑清洗溶液5秒至20秒，以完整地清洗晶圓W的底面W2及晶邊W3。由於第一噴嘴120a及第二噴嘴120b不會同時對承載台110上的晶圓W噴灑清洗溶液，進而能避免清洗溶液回濺造成晶圓W表面產生缺陷，但本發明並不以此為限。
在本發明的令一些實施方式中，控制器170控制第一噴嘴120a及第二噴嘴120b同時分別朝向晶圓W的底面W2及晶邊W3噴灑清洗溶液。具體而言，第一噴嘴120a及第二噴嘴120b同時對晶圓W的底面W2及晶邊W3噴灑清洗溶液5秒至20秒，進而有效地清洗晶圓W的底面W2及晶邊W3，但本發明不以此為限。
在本發明的一些實施方式中，控制器170控制第一噴嘴120a先朝向晶圓W的底面W2噴灑清洗溶液，當第一噴嘴120a噴灑清潔液至預設時間時，控制器170控制第二噴嘴120b朝向晶圓W的晶邊W3噴灑清洗溶液。假設控制器170控制第一噴嘴120a總共朝向晶圓W的底面W2噴灑清洗溶液20秒，可以預設當第一噴嘴120a向晶圓W噴灑清洗溶液到第15秒時，控制器170控制第二噴嘴120b接著朝向晶圓W的晶邊W3噴灑清洗溶液20秒。藉此，控制器170控制第一噴嘴120a及第二噴嘴120b有效地清洗晶圓W的底面W2及晶邊W3，但本發明不以此為限。
在本發明的另一些實施方式中，控制器170控制第二噴嘴120b先朝向晶圓W的晶邊W3噴灑清洗溶液，當第二噴嘴120b噴灑清潔液至預設時間時，控制器170控制第一噴嘴120a朝向晶圓W的底面W2噴灑清洗溶液。假設控制器170控制第二噴嘴120b朝向晶圓W的晶邊W3噴灑清洗溶液20秒，可以預設當第二噴嘴120b向晶圓W噴灑清洗溶液到第15秒時，控制器170控制第一噴嘴120a也朝向晶圓W的底面W2噴灑清洗溶液。藉此，控制器170控制第一噴嘴120a及第二噴嘴120b有效地清洗晶圓W的底面W2及晶邊W3。
請參考第1圖至第3圖，第3圖根據本發明一個或多個實施方式繪示利用晶圓清洗裝置100清洗晶圓W的方法200的步驟圖。在本發明的一些實施方式中，方法200始於步驟210，步驟210為：提供承載台110、至少一噴嘴120、底盤130、下殼體140及上殼體150，其中下殼體140設置於底盤130上，上殼體150設置於下殼體140上，底盤130、下殼體140及上殼體150環繞並容置承載台110，且上殼體150及下殼體140共同形成朝向承載台110及底盤130延伸的液流通道P。接著方法200進行到步驟230，步驟230為：將晶圓W設置於承載台110上，使承載台110轉動晶圓W並在晶圓W的頂面W1上塗佈光阻劑。接著方法200進行到步驟250，步驟250為：至少一噴嘴120朝向晶圓W的底面W2及晶邊W3噴灑清洗溶液。接著方法200進行到步驟270，步驟270為：底盤130回收清洗溶液。
在步驟210中，有關於承載台110、至少一噴嘴120、底盤130、下殼體140及上殼體150的細節已經介紹於先前段落，故在此不再贅述。
在步驟230中，承載台110帶動塗佈光阻劑的晶圓W旋轉，藉此利用離心力將光阻劑均勻地塗佈於晶圓W的頂面W1，進而得到厚度均勻的光阻薄膜，以完成旋轉塗佈光阻的流程。
在步驟250中，至少一噴嘴120包括第一噴嘴120a及第二噴嘴120b，步驟250更包括：控制器170控制第一噴嘴120a朝向晶圓W的底面W2噴灑清洗溶液；以及控制器170控制第二噴嘴120b朝向晶圓W的晶邊W3噴灑清洗溶液。在一些實施方式中，在控制器170控制第一噴嘴120a朝向晶圓W的底面W2噴灑清洗溶液結束後，控制器170控制第二噴嘴120b接著朝向晶圓W的晶邊W3噴灑清洗溶液。在另外一些實施方式中，在控制器170控制第二噴嘴120b朝向晶圓W的晶邊W3噴灑清洗溶液結束後，控制器170控制第一噴嘴120a接著朝向晶圓W的底面W2噴灑清洗溶液。在本發明的一些實施方式中，控制器170控制第一噴嘴120a及第二噴嘴120b同時朝向晶圓W的底面W2及晶邊W3噴灑清洗溶液。本發明並不以此為限。
綜上所述，本發明的晶圓清洗裝置除了能有效地回收清洗溶液之外，本發明更可以避免清洗溶液在清洗晶圓時，因為晶圓旋轉過快而回濺至晶圓的表面，進而能避免清洗晶圓的晶邊和底面時產生缺陷。
本發明不同實施方式已描述如上，應可理解的是不同實施方式僅作為實例來呈現，而不作為限定。在不脫離本發明的精神和範圍下，可根據本文的揭露對本揭露的實施方式做許多更動。因此，本發明的廣度和範圍不應受上述描述的實施例所限制。
100:晶圓清洗裝置 110:承載台 110a:承載面 120:噴嘴 120a:第一噴嘴 120b:第二噴嘴 130:底盤 140:下殼體 140a:內端 150:上殼體 150a:內端 160:上蓋 161:環狀內壁 170:控制器 200:方法 210, 230, 250, 270:步驟 P:液流通道 S1, S2:噴灑方向 W:晶圓 W1:頂面 W2:底面 W3:晶邊
為達成上述的優點和特徵，將參考實施方式對上述簡要描述的原理進行更具體的闡釋，而具體實施方式被展現在附圖中。這些附圖僅例示性地描述本發明，因此不限制發明的範圍。通過附圖，將清楚解釋本發明的原理，且附加的特徵和細節將被完整描述，其中： 第1圖根據本發明一個或多個實施方式繪示晶圓清洗裝置的部分元件立體示意圖； 第2圖根據本發明一個或多個實施方式繪示晶圓清洗裝置的剖面示意圖；以及 第3圖根據本發明一個或多個實施方式繪示清洗晶圓的方法步驟圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:晶圓清洗裝置 110:承載台 110a:承載面 120:噴嘴 120a:第一噴嘴 120b:第二噴嘴 130:底盤 140:下殼體 140a:內端 150:上殼體 150a:內端 160:上蓋 161:環狀內壁 170:控制器 P:液流通道 S1, S2:噴灑方向 W:晶圓 W1:頂面 W2:底面 W3:晶邊

Claims (10)

  1. 一種晶圓清洗裝置，包括：承載台，用於承載晶圓，且該晶圓的頂面塗佈有光阻劑；至少一噴嘴，用以朝向該晶圓噴灑清洗溶液，其中該至少一噴嘴包括第一噴嘴；底盤，用於回收清洗溶液，其中該底盤包括圓筒狀結構，該第一噴嘴設置於該底盤上；下殼體，設置於該底盤上，其中該下殼體的內端延伸至該承載台之下，該圓筒狀結構接觸並銜接該下殼體的該內端而共同形成中空通道，其中該中空通道朝向該晶圓的底面，並且其中該第一噴嘴係經由該中空通道朝向該晶圓的該底面噴灑清洗溶液；以及上殼體，設置於該下殼體上，其中該底盤、該下殼體及該上殼體環繞並容置該承載台，且該上殼體及該下殼體共同形成朝向該承載台及該底盤延伸的液流通道，該液流通道用以引導清洗溶液流向該底盤。
  2. 如請求項1所述之晶圓清洗裝置，其中該上殼體的該內端延伸至該承載台的承載面之上。
  3. 如請求項1所述之晶圓清洗裝置，其中該第一噴嘴用以在該承載台帶動該晶圓轉動時，選擇性地朝向該晶圓的該底面噴灑清洗溶液，並且其中該至少一噴嘴更包括： 第二噴嘴，設置於該下殼體的頂面上，該第二噴嘴用以在該承載台帶動該晶圓轉動時，選擇性地朝向該晶圓的晶邊噴灑清洗溶液。
  4. 如請求項3所述之晶圓清洗裝置，更包含一控制器，用以使該第一噴嘴朝向該晶圓的該底面噴灑清洗溶液結束後，使該第二噴嘴朝向該晶圓的該晶邊噴灑清洗溶液。
  5. 如請求項3所述之晶圓清洗裝置，更包含一控制器，用以使該第二噴嘴朝向該晶圓的該晶邊噴灑清洗溶液結束後，使該第一噴嘴朝向該晶圓的該底面噴灑清洗溶液。
  6. 一種用於清洗晶圓的方法，包括：提供承載台、至少一噴嘴、底盤、下殼體及上殼體，其中該下殼體設置於該底盤上，該上殼體設置於該下殼體上，該底盤、該下殼體及該上殼體環繞並容置該承載台，且該上殼體及該下殼體共同形成朝向該承載台及該底盤延伸的液流通道，該液流通道用以引導清洗溶液流向該底盤，該底盤包括圓筒狀結構，其中該下殼體的內端延伸至該承載台之下，該圓筒狀結構接觸並銜接該下殼體的該內端並共同形成中空通道；使用該承載台吸附一晶圓，使該承載台轉動該晶圓並在 該晶圓的頂面上塗佈光阻劑，其中該中空通道朝向該晶圓的底面；使用該至少一噴嘴朝向該晶圓的該底面及晶邊噴灑清洗溶液，其中該至少一噴嘴包括第一噴嘴，該第一噴嘴設置以經由該中空通道朝向該晶圓的該底面噴灑清洗溶液；以及使用該底盤回收清洗溶液。
  7. 如請求項6所述之方法，其中該至少一噴嘴更包括第二噴嘴，而該至少一噴嘴朝向該晶圓的該底面及該晶邊噴灑清洗溶液，包括：使用該第一噴嘴朝向該晶圓的該底面噴灑清洗溶液；以及使用該第二噴嘴朝向該晶圓的該晶邊噴灑清洗溶液。
  8. 如請求項7所述之方法，其中使用該第一噴嘴朝向該晶圓的該底面噴灑清洗溶液結束後，使用該第二噴嘴接著朝向該晶圓的該晶邊噴灑清洗溶液。
  9. 如請求項7所述之方法，其中使用該第二噴嘴朝向該晶圓的該晶邊噴灑清洗溶液結束後，使用該第一噴嘴接著朝向該晶圓的該底面噴灑清洗溶液。
  10. 如請求項7所述之方法，其中使用該第一噴 嘴及該第二噴嘴於同時分別朝向該晶圓的該底面及該晶邊噴灑清洗溶液。
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