TWI826286B - 防噴濺液體供應裝置及單晶圓處理設備 - Google Patents
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Abstract
本申請提供一種防噴濺液體供應裝置及單晶圓處理設備。防噴濺液體供應裝置，包括旋轉立柱、懸臂、噴嘴、第一遮罩、第二遮罩和排放管路。懸臂之一端連接至該旋轉立柱。噴嘴固定在懸臂之另一端，並且當旋轉立柱旋轉時藉由懸臂帶動噴嘴在晶圓上方進行往復移動並噴灑製程液體。第一遮罩與第二遮罩同軸地固定在該噴嘴上，第二遮罩包覆第一遮罩。排放管路連結於第二遮罩，配置為於第一遮罩與第二遮罩之間形成負壓空間，並通過負壓空間吸取來自晶圓之製程液體的噴濺及/或製程液體與晶圓之反應產物的噴濺。
Description
本揭示是關於一種濕處理設備，特別是關於一種防噴濺液體供應裝置及應用該防噴濺液體供應裝置的單晶圓處理設備。
在半導體製程中，晶圓會經歷如蝕刻、清洗等多道製程處理程序。隨著製程複雜度增加，現已發展出一種單晶圓旋轉濕處理機台。單晶圓旋轉濕處理機台可對旋轉台上的晶圓施加不同化學性質的製程液體，以對晶圓上的金屬層或材料薄膜層進行蝕刻與清洗。
然而，隨著如三維積體電路(3D-IC)採用晶圓堆疊式封裝，晶圓的表面往往存在有晶片與晶圓鍵合(Chip on Wafer)結構而非平坦表面，故在應用單晶圓旋轉濕處理機台施加製程液體蝕刻與清洗該非平坦晶圓表面時，所採用液體的噴濺或於處理該非平坦晶圓表面時的反應產物的噴濺會引起微粒漂浮而回沾到晶圓表面或晶片與晶圓界面處，從而造成更為嚴重的晶圓污染問題。
有鑑於此，有必要提出一種防噴濺液體供應裝置及單晶圓處理設備，以解決先前技術中存在的問題。
為解決上述習知技術的問題，本申請的目的在於提供一種防噴濺液體供應裝置及應用該防噴濺液體供應裝置的單晶圓處理設備，以減少或避免當施加製程液體處理晶圓表面時，因為液體噴濺所造成的晶圓污染問題。
為達成上述目的，本申請提供一種防噴濺液體供應裝置，包括：旋轉立柱、懸臂、噴嘴、第一遮罩、第二遮罩和排放管路。懸臂之一端連接至該旋轉立柱。噴嘴固定在懸臂之另一端，並且當旋轉立柱旋轉時藉由懸臂帶動噴嘴在晶圓上方進行往復移動並噴灑製程液體。第一遮罩與第二遮罩同軸地固定在該噴嘴上，第二遮罩包覆第一遮罩，第一遮罩與第二遮罩分別具有面向晶圓的第一開口與第二開口，而第二開口較第一開口更靠近該晶圓。排放管路連結於第二遮罩，配置為於第一遮罩與第二遮罩之間形成負壓空間，並通過負壓空間吸取來自晶圓的製程液體之噴濺及/或製程液體與晶圓之反應產物的噴濺。
在一些實施例中，該防噴濺液體供應裝置更包括複數個晶片，該些晶片分別鍵合於該晶圓。
在一些實施例中，製程液體為蝕刻液或去離子水。
在一些實施例中，第一遮罩與第二遮罩之間具有約為3毫米的間距，第一遮罩距晶圓的距離約為5-8毫米，而第二遮罩距晶圓的距離約為2-5毫米。
在一些實施例中，第一遮罩與該第二遮罩的形狀可為相同或不相同。
本申請還提供一種單晶圓處理設備，包括：旋轉台、防噴濺液體供應裝置和液體回收裝置。旋轉台配置為放置晶圓。防噴濺液體供應裝置為前述的防噴濺液體供應裝置，設置在旋轉台上方，且配置為對晶圓施加製程液體。
液體回收裝置，環繞地設置在旋轉台的周圍，且配置收集從旋轉台甩出的製程液體。
相較於先前技術，本申請藉由在單晶圓處理設備內的防噴濺液體供應裝置內的噴嘴上同軸地固定第一遮罩與第二遮罩，使第二遮罩包覆第一遮罩，以及使排放管路連結於該第二遮罩，及使排放管路配置為於該第一遮罩與第二遮罩之間形成負壓空間，進而通過負壓空間吸取來自晶圓之製程液體的噴濺及/或製程液體與晶圓之反應產物的噴濺，使其免於變成微粒漂浮而回沾到晶圓表面或晶片與晶圓界面，從而減少或甚至避免造成晶圓污染問題。
10、10’:單晶圓處理設備
20:晶圓
22:晶片
110:旋轉台
120:防噴濺液體供應裝置
121:旋轉立柱
122:懸臂
123:噴嘴
124:第一遮罩
125:第一開口
126:第二遮罩
127:第二開口
128:液體供應管路
129:排放管路
140:液體回收裝置
200:噴濺
D1:間距
D2:距離
D3:距離
圖1顯示本申請一實施例的單晶圓處理設備的示意圖；圖2顯示圖1的單晶圓處理設備內防噴濺液體供應裝置與旋轉台的示意圖；圖3顯示本申請一實施例的防噴濺液體供應裝置內部分構件的示意圖；圖4顯示本申請另一實施例的防噴濺液體供應裝置的示意圖；圖5顯示本申請又一實施例的防噴濺液體供應裝置的示意圖；以及圖6顯示本申請另一實施例的單晶圓處理設備的示意圖。
為了讓本揭示的上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本揭示較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
請參照圖1，顯示本申請的一實施例的單晶圓處理設備10的示意圖。在本實施例中，單晶圓處理設備10主要包括旋轉台110、防噴濺液體供應裝置120和液體回收裝置140。旋轉台110配置為放置晶圓20。可選地，旋轉台110的頂部配置有真空吸盤，並且藉由真空吸盤施加的吸力，使得晶圓20可被固定在旋轉台110上。旋轉台110還配置有驅動機構，用於驅使旋轉台110繞軸旋轉。可選地，在一些實施例中，可採用其他的方式來將晶圓20固定在旋轉台110上，例如採用夾持裝置等，不侷限於此。
如圖1所示，防噴濺液體供應裝置120設置在旋轉台110的上方，用於對晶圓20施加製程液體。在本實施例中，防噴濺液體供應裝置120包含旋轉立柱121、懸臂122、噴嘴123、第一遮罩124與第二遮罩126。
如圖1所示，旋轉立柱121與旋轉台110橫向相鄰。懸臂122包含相對的兩端，其中一端連接至旋轉立柱121，並且另一端延伸至旋轉台110的上方。噴嘴123固定在懸臂122的另一端，並且當旋轉立柱121旋轉時藉由懸臂122帶動噴嘴123在晶圓20上方進行往復移動並噴灑製程液體。
如圖1所示，第一遮罩124與第二遮罩126同軸地固定在噴嘴123上且分別具有面向旋轉台110與晶圓20的第一開口125與第二開口127。第二遮罩126包覆了第一遮罩124，第一開口125與第二開口127皆較噴嘴123更為靠近旋轉台110與晶圓20，而第二開口127較第一開口125更靠近旋轉台110與晶圓20。
如圖1所示，噴嘴123連結於液體供應管路128的一端，用於防噴濺液體供應裝置120操作時噴灑製程液體，以對晶圓20進行蝕刻或清洗等作業。液體供應管路128的另一端則連接至如去離子水(D.I water)或蝕刻液等特定製程液體的供應端。第二遮罩126連結於排放管路129的一端，排放管路129的另一端則
連結於如真空泵浦(未顯示)之抽氣設備，於防噴濺液體供應裝置120操作時可通過排放管路129於第一遮罩124與第二遮罩126之間形成負壓空間，藉以吸取起因自晶圓20的非平坦表面所造成的製程液體的噴濺及/或製程液體與晶圓20或晶片22的反應產物的噴濺(在此皆未顯示)。因此，可根據製程需求來控制防噴濺液體供應裝置120施加對應的製程液體至旋轉台110上的晶圓20，並同時抑制或防止於晶圓20表面的噴濺行為。
如圖1所示，液體回收裝置140環繞地設置在旋轉台110的周圍，用於收集從旋轉台110甩出的液體。
請參照圖2，顯示了圖1的單晶圓處理設備10內防噴濺液體供應裝置120與旋轉台110的示意圖。在此，晶圓20例如堆疊式晶圓，其表面上包括有複數個晶片22與晶圓20鍵合的結構，因此晶圓20的表面為非平坦表面。於使用圖1的單晶圓處理設備10針對晶圓20進行處理時，通過防噴濺液體供應裝置120內的噴嘴123所噴灑的製程液體(虛線表示)於抵達晶片22與晶圓20所構成的非平坦表面以進行蝕刻及/或清洗時而產生的製程液體及/或反應產物的噴濺200便可通過形成於第一遮罩124與第二遮罩126之間的負壓空間所吸取，並進而通過排放管路129將噴濺的製程液體跟反應產物排出，使其免於變成微粒漂浮而回沾到晶圓20表面或晶片22與晶圓20界面，從而減少或甚至避免因防噴濺液體供應裝置120的操作所造成的晶圓污染問題。
請參照圖3，顯示了圖1-2內防噴濺液體供應裝置120內如噴嘴123、第一遮罩124與第二遮罩126等部分構件的示意圖。於本實施例中，第一遮罩124與第二遮罩126依照相對於噴嘴123的位置而對稱設置。在此，第一遮罩124與第二遮罩126之間具有間距D1，第一遮罩124距晶圓20的表面的距離為D3，而第二
遮罩126距晶圓20的表面的距離為D2。於一實施例中，間距D1約為3毫米，距離D2約為2-5毫米，而距離D3約為5-8毫米。
請參照圖4-5，顯示了其他實施例中防噴濺液體供應裝置120的示意圖。圖4-5所示實施例與圖2所示實施例相似，而圖4-5與圖2的差異在於第一遮罩124與第二遮罩126的形狀有所不同。舉例來說，如圖2所示，第一遮罩124與第二遮罩126的形狀為如矩形的相同剖面。或者，如圖4-5所示第一遮罩124與第二遮罩126的形狀可不相同。如圖4所示，第一遮罩124的形狀為三角形而第二遮罩126的形狀為類半圓形。或如圖5所示，第一遮罩124的形狀為三角形而第二遮罩126的形狀為類多邊形。第一遮罩124與第二遮罩126的形狀在此並不以圖2、4-5內所示形狀為限，只要是能夠符合前述間距D1與距離D2與D3的範圍即可，如此便可通過於第一遮罩124與第二遮罩126之間形成負壓空間以吸取並排出製程液體跟反應殘留物的噴濺，使其免於變成微粒漂浮而回沾到晶圓表面或晶片與晶圓界面，從而減少或甚至避免造成晶圓污染問題。
圖6顯示本申請另一實施例的單晶圓處理設備10’的示意圖。在此，圖6所示的單晶圓處理設備10’內的防噴濺液體供應裝置與圖1所示的單晶圓處理設備10內的防噴濺液體供應裝置相似，兩者間的差異處在於圖6所示的單晶圓處理設備10’內的防噴濺液體供應裝置內使用了複數個噴嘴123，而不同的噴嘴123可以通過所連結的不同液體供應管路128而供應不同的製程液體至晶圓20的表面處，進而提供較少晶圓染問題的晶圓處理製程。
另外，當如圖1-2及圖4-6所示的單晶圓處理設備內防噴濺液體供應裝置於當完成晶圓處理製程之後，可通過噴嘴懸臂122帶動噴嘴123與第一遮罩124與第二遮罩126移動到噴嘴原點區(未顯示)，接著浸泡於去離子水(DI water)
中清洗，然後通過噴嘴懸臂122帶動噴嘴123與第一遮罩124與第二遮罩126上升並以氮氣完成其吹乾，從而達到潔淨噴嘴123與第一遮罩124與第二遮罩126的目的，以利後續晶圓處理製程的潔淨操作。
綜上所述，本申請提供一種防噴濺液體供應裝置及單晶圓處理設備。藉由在藉由在單晶圓處理設備內的防噴濺液體供應裝置內的噴嘴上同軸地固定第一遮罩與第二遮罩，及於第一遮罩與第二遮罩之間形成負壓空間，進而通過負壓空間吸取來自晶圓之製程液體的噴濺及/或製程液體與晶圓之反應產物的噴濺，使其免於變成微粒漂浮而回沾到晶圓表面或晶片與晶圓界面，從而減少或甚至避免造成晶圓污染問題。
以上僅是本揭示的較佳實施方式，應當指出，對於所屬領域技術人員，在不脫離本揭示原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本揭示的保護範圍。
10:單晶圓處理設備
20:晶圓
22:晶片
110:旋轉台
120:防噴濺液體供應裝置
121:旋轉立柱
122:懸臂
123:噴嘴
124:第一遮罩
125:第一開口
126:第二遮罩
127:第二開口
128:液體供應管路
129:排放管路
140:液體回收裝置
Claims (10)
- 一種防噴濺液體供應裝置，包括：一旋轉立柱；一懸臂，其中該懸臂之一端連接至該旋轉立柱；一噴嘴，其中該噴嘴固定在該懸臂之該另一端，並且當該旋轉立柱旋轉時藉由該懸臂帶動該噴嘴在一晶圓上方進行往復移動並噴灑一製程液體；一第一遮罩與一第二遮罩，同軸地固定在該噴嘴上，其中該第二遮罩包覆該第一遮罩，該第一遮罩與該第二遮罩分別具有面向該晶圓的一第一開口與一第二開口，而該第二開口較該第一開口更靠近該晶圓；以及一排放管路，連結於該第二遮罩，配置為於該第一遮罩與第二遮罩之間形成負壓空間，並通過該負壓空間吸取來自該晶圓的該製程液體的噴濺及/或該製程液體與該晶圓的反應產物的噴濺。
- 如請求項1所述的防噴濺液體供應裝置，更包括複數個晶片，該些晶片分別鍵合於該晶圓。
- 如請求項1所述的防噴濺液體供應裝置，其中該製程液體為蝕刻液或去離子水。
- 如請求項1所述的防噴濺液體供應裝置，其中該第一遮罩與該第二遮罩之間具有約為3毫米的間距，該第一遮罩距該晶圓的距離約為5-8毫米，而該第二遮罩距該晶圓的距離約為2-5毫米。
- 如請求項1所述的防噴濺液體供應裝置，其中該第一遮罩與該第二遮罩的形狀可為相同或不相同。
- 一種單晶圓處理設備，包括： 一旋轉台，配置為放置一晶圓；一防噴濺液體供應裝置，設置在該旋轉台上方，且配置為對該晶圓施加製程液體，其中該防噴濺液體供應裝置包括：一旋轉立柱；一懸臂，其中該懸臂之一端連接至該旋轉立柱，並且該懸臂之另一端延伸至該旋轉台上方；一噴嘴，其中該噴嘴固定在該懸臂之該另一端，並且當該旋轉立柱旋轉時藉由該懸臂帶動該噴嘴在一晶圓上方進行往復移動並噴灑一製程液體；以及一第一遮罩與一第二遮罩，同軸地固定在該噴嘴上，其中該第二遮罩包覆該第一遮罩，該第一遮罩與該第二遮罩分別具有面向該晶圓的一第一開口與一第二開口，而該第二開口較該第一開口更靠近該晶圓；以及一排放管路，連結於該第二遮罩，配置為於該第一遮罩與第二遮罩之間形成負壓空間，並通過該負壓空間吸取來自該晶圓的該製程液體的噴濺及/或該製程液體與該晶圓的反應產物的噴濺；以及；一液體回收裝置，環繞地設置在該旋轉台的周圍，且配置收集從該旋轉台甩出的該製程液體。
- 如請求項6所述的單晶圓處理設備，更包括複數個晶片，該些晶片分別鍵合於該晶圓。
- 如請求項6所述的單晶圓處理設備，其中該製程液體為蝕刻液或去離子水。
- 如請求項6所述的單晶圓處理設備，其中該第一遮罩與該第二遮罩之間具有約為3毫米的間距，該第一遮罩距該晶圓的距離約為5-8毫米，而該第二遮罩距該晶圓的距離約為2-5毫米。
- 如請求項6所述的單晶圓處理設備，其中該第一遮罩與該第二遮罩的形狀可為相同或不相同。
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- 2023-03-10 TW TW112108998A patent/TWI826286B/zh active
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