專利名稱：晶圓清洗的旋轉(zhuǎn)濕制程及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶圓制作中的清洗制程與設(shè)備，特別是涉及一種利用旋轉(zhuǎn)方式及化學(xué)品來進行清洗晶圓基材的濕制程與設(shè)備。
背景技術(shù)：
近幾年來高密度半導(dǎo)體組件正處于蓬勃地發(fā)展階段，許多半導(dǎo)體組件是屬于次微米(Submicron)技術(shù)范圍。因此制程上常有一些獨特的發(fā)展以迎合次微米的需求。半導(dǎo)體的制程中將使用到許多種不同的材料，在形成特定的膜層之后，通常為使用微影、蝕刻或平坦化制程等等來制作所需要的結(jié)構(gòu)。在施以半導(dǎo)體制程之前，通常會進入化學(xué)站做清洗，將表面的雜物質(zhì)清洗并去除去雜物質(zhì)。
晶圓清洗制程占全部集成電路制程步驟中約30％，是集成電路制程中最常重復(fù)使用的步驟。由于每一道晶圓制程步驟都有潛在性的污染源，會導(dǎo)致缺陷的生成以及組件特性失效。雖然過去數(shù)十年半導(dǎo)體制程技術(shù)突飛猛進，但晶圓洗凈的技術(shù)與設(shè)備并未有太大的改變。RCA(Radio Corporation ofAmerica)于1975年發(fā)表的洗凈制程及其衍生的方法沿用至今，仍為最常用的洗凈技術(shù)。大部分的晶圓清洗可簡單歸納成濕式及干式清洗法。濕式清洗法為使用液態(tài)化學(xué)品，例如溶劑、酸、接口活性劑及水，以噴灑、刷洗、氧化、蝕刻及溶解污染物。在使用各種化學(xué)品之后還需經(jīng)過超高純水(Ultra-PureWater；UPW)的潤濕清潔。干式清洗法則使用氣相化學(xué)物，一般通過提供激發(fā)能量以促使清潔晶圓所需的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，其中能量可以熱、等離子或是輻射等型態(tài)來提供。此外，并可經(jīng)由物理交互作用傳輸動能以達到清潔的目的。
幾乎所有的集成電路制程步驟之后以及每一道高溫制程操作之前都必需做晶圓基材的濕式清洗，例如初始清洗、擴散前清洗、閘極氧化前清洗、磊晶及鍍膜前清洗、化學(xué)氣相沉積前清洗、化學(xué)機械研磨后清洗等。清洗的目的是要去除基材表面的無機殘留物、有機殘留物及微粒子，并控制表面的化學(xué)性生成超薄氧化物。在經(jīng)過濕式清洗法清洗后的晶圓，若要進行下一道制程前，必須將表面予以干燥。
利用化學(xué)品并使晶圓在清洗時旋轉(zhuǎn)為晶圓濕式清洗的方式之一。圖1所示為現(xiàn)有晶圓進行旋轉(zhuǎn)清洗設(shè)備10示意圖。此現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)清洗設(shè)備10包含旋轉(zhuǎn)臺12，用以承載基板14；旋轉(zhuǎn)裝置(Rotation device)16，用以施加一適當旋轉(zhuǎn)力于旋轉(zhuǎn)臺12上；噴嘴18，位于基板的正上方，用以將清洗基板14所需的化學(xué)藥劑噴灑于基板14上；文件板側(cè)壁20，用于在化學(xué)清洗過程中阻擋因基板旋轉(zhuǎn)所濺甩出的化學(xué)清洗藥劑；以及，導(dǎo)出管22，用以將廢棄的化學(xué)清洗劑導(dǎo)出機臺或反應(yīng)室外。
在進行清洗步驟時，噴嘴18將化學(xué)清洗劑噴灑于基板14的表面，用以去除附著于基板表面的粒子，同時旋轉(zhuǎn)裝置16會以一預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，以帶動旋轉(zhuǎn)臺12與基板14，利用旋轉(zhuǎn)時的離心力清洗基板14。此時，在完成上述的清洗步驟化學(xué)清洗劑會通過導(dǎo)出管22的開啟，將廢化學(xué)清洗劑導(dǎo)出。
晶圓的清洗制程在集成電路制程中是一個不可或缺的步驟，不良的清洗制程很容易造成化學(xué)殘留物粘滯在集成電路結(jié)構(gòu)中，因此，晶圓清洗方法的發(fā)展在集成電路制程中也頗為重要。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的先前技術(shù)中，晶圓清洗制程也是集成電路制造的重要一環(huán)，因此，本發(fā)明的目的是提供一種進行清洗的旋轉(zhuǎn)濕制程及其設(shè)備，在夾盤中加裝一加溫裝置，如此可使得用以清洗的化學(xué)品與基板的溫度大致相同，所以噴灑在基板上的化學(xué)品可具有均勻的黏度，使得基板中心和邊緣所遭受到的清洗程度相同，不會產(chǎn)生不均勻的現(xiàn)象。
為實現(xiàn)以上所述的目的，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)濕制程包括首先，將基板置于旋轉(zhuǎn)臺上，利用旋轉(zhuǎn)臺中的加溫設(shè)備使基板達到與后續(xù)噴灑的化學(xué)品具有大約相同的溫度；接著，使旋轉(zhuǎn)臺進行旋轉(zhuǎn)，并藉以帶動旋轉(zhuǎn)臺上的基板；之后，噴灑化學(xué)品至基板表面。
另外，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)濕制程設(shè)備包括用以承載基板的一旋轉(zhuǎn)臺；位于基板上方并用以噴灑化學(xué)品置基板表面的噴嘴；位于旋轉(zhuǎn)臺中的加溫裝置，此加溫裝置用以加熱基板，使其溫度約與化學(xué)品相同。在本發(fā)明較佳實施例中，是利用加熱板或加熱線圈作為上述加熱裝置。
利用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)濕制程及其設(shè)備，由于化學(xué)藥劑落到基板表面的溫度和由噴嘴所噴出時的溫度大致相同，因此可避免化學(xué)藥劑的黏度降低，使清潔效果更均勻更穩(wěn)定。


下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的具體實施方式
詳細描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其他有益效果顯而易見。
附圖中，圖1所示為現(xiàn)有的進行旋轉(zhuǎn)清洗的設(shè)備示意圖；圖2所示為本發(fā)明進行旋轉(zhuǎn)清洗的設(shè)備示意圖。
具體實施例方式
請參照圖1，一般當晶圓清洗制程進行時，噴嘴18會將化學(xué)清洗劑噴灑于基板14的表面。同時，旋轉(zhuǎn)裝置16會以一預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，以帶動旋轉(zhuǎn)臺12與基板14。由于利用化學(xué)清洗劑與旋轉(zhuǎn)時的離心力，即可去除附著于基板表面的粒子。一般來說，由噴嘴18所噴灑的化學(xué)清洗劑所具有的溫度大約為40℃，但是位于旋轉(zhuǎn)臺12上的基板14的溫度卻和無塵室里相同，大約為22℃。
所以，當40℃的化學(xué)清洗劑落到22℃的基板表面上時，化學(xué)清洗劑會因為基板表面溫度低于位于噴嘴時的溫度而黏度增加。隨著化學(xué)清洗劑的黏度增加，雖然有旋轉(zhuǎn)臺的離心力的作用，但化學(xué)清洗劑在基板表面卻呈現(xiàn)不均勻的狀態(tài)。如此一來，基板表面可能會有部分區(qū)域的清洗效果不好，或者雖然在同樣時間下，由于清洗速率的不同而影響清洗效果。基板清洗不均勻的狀態(tài)將影響到后續(xù)制程進行或產(chǎn)品制造。
因此，本發(fā)明揭露一種用于清洗的旋轉(zhuǎn)濕制程與設(shè)備，利用加溫裝置使得基板溫度和化學(xué)清洗劑的溫度相符，而保持化學(xué)清洗劑理想黏度，以獲得良好的晶圓清洗效果。圖2所示為本發(fā)明晶圓進行旋轉(zhuǎn)清洗的設(shè)備示意圖。
請參照圖2，其中，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)清洗設(shè)備100包括一旋轉(zhuǎn)臺102，此旋轉(zhuǎn)臺102用以承載基板104，此晶圓的基板104一般由硅材料所構(gòu)成，但本發(fā)明不限于此。當基板104進行清洗時是位于旋轉(zhuǎn)臺102上。并且，旋轉(zhuǎn)臺102的中心點與一旋轉(zhuǎn)裝置106連接，此旋轉(zhuǎn)裝置106可施加一適當旋轉(zhuǎn)力于旋轉(zhuǎn)臺102上，使旋轉(zhuǎn)臺102以一適當?shù)男D(zhuǎn)速度進行旋轉(zhuǎn)。另外，上述旋轉(zhuǎn)臺102中，為具有一加溫裝置114，此加溫裝置為用以增加位于旋轉(zhuǎn)臺上的基板104。在本發(fā)明較佳實施例中，利用加熱板或佳熱線圈作為加溫裝置，而裝設(shè)于旋轉(zhuǎn)臺104中。
除了上述裝置外，在基板104正上方具有一噴嘴108，而用以清洗基板104所需的化學(xué)藥劑則由噴嘴108所噴灑，化學(xué)藥劑則落于基板104的表面上。并且，再旋轉(zhuǎn)臺四周具有檔板側(cè)壁110，此檔板側(cè)壁110的作用是在化學(xué)清洗過程中，用以阻擋因基板104旋轉(zhuǎn)所噴出的化學(xué)藥劑。而圖2中的導(dǎo)出管112，則可將基板104清洗后所廢棄的化學(xué)藥劑排出旋轉(zhuǎn)清洗設(shè)備100外。一般用于清洗的化學(xué)藥劑可由三乙醇胺(Triethanolamine；TEA)或聚甲基二乙基三胺(Polymethyldiethylentriamine；PMDETA)所構(gòu)成。
利用上述本發(fā)明旋轉(zhuǎn)清洗設(shè)備進行清洗步驟時，由于用以清洗的化學(xué)藥劑的溫度與無塵室以及基板間的溫度有落差，因此，首先將基板104置于旋轉(zhuǎn)臺102上，并激活加溫裝置114，藉以將基板104的溫度提高到與噴嘴108所提供的化學(xué)藥劑的溫度大致相同。舉例來說，因為一般由噴嘴108所提供的化學(xué)藥劑的溫度大約為40℃，而一般無塵室與位于旋轉(zhuǎn)臺102上的基板104溫度卻約為22℃，所以可利用旋轉(zhuǎn)臺102中的加溫裝置，使基板溫度由約22℃提高到約40℃。
接著，激活噴嘴108，將化學(xué)藥劑噴灑于基板104的表面，以去除附著于基板104表面的粒子。同時，激活旋轉(zhuǎn)裝置106，帶動旋轉(zhuǎn)臺102與基板104以一預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，藉以利用旋轉(zhuǎn)時的離心力清洗基板104。在完成上述的旋轉(zhuǎn)清洗步驟后，廢棄的化學(xué)藥劑會通過導(dǎo)出管112的開啟而排出。
或者，可視制程及產(chǎn)品特性并在不改變基板與化學(xué)藥劑特性的情況下，使基板的溫度高出或略低于化學(xué)藥品由噴嘴所噴出的溫度，本發(fā)明不限于此。
本發(fā)明的特點在于，由于利用加溫裝置先將基板的溫度提高，因此，化學(xué)藥劑落于基板表面時，可保持其在噴嘴中的黏度，而不致發(fā)生落于基板表面而黏度提高的現(xiàn)象。如此，可確保進行旋轉(zhuǎn)清洗時，基板表面不論中心點或邊緣等每個部分，受到化學(xué)藥劑的清洗效果皆相同，而易于控制基板旋轉(zhuǎn)清洗制程。并且，由于清洗制程的穩(wěn)定，也有利于后續(xù)制程的進行。
以上所述，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明后附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)濕制程，至少包括如下步驟將一基板置于一旋轉(zhuǎn)臺上，其中該旋轉(zhuǎn)臺具有一加溫設(shè)備，且該加溫設(shè)備使該基板達到一第一溫度；使該旋轉(zhuǎn)臺進行旋轉(zhuǎn)，并藉以帶動位于該旋轉(zhuǎn)臺上的該基板；噴灑一化學(xué)品至該基板的表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)濕制程，其特征在于，所述的化學(xué)品具有一第二溫度，且該第一溫度約與該第二溫度相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)濕制程，其特征在于，所述的加溫設(shè)備由加熱板與加熱線圈二者擇一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)濕制程，其特征在于，所述的化學(xué)品可選自于由三乙醇胺(TEA)與聚甲基二乙基三胺(PMDETA)所組成的一族群。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)濕制程，其特征在于，所述的化學(xué)品由一噴嘴所噴灑，且該噴嘴位于該晶圓的上方。
6.一種旋轉(zhuǎn)濕制程設(shè)備，用以清洗一晶圓，其特征在于，該旋轉(zhuǎn)濕制程設(shè)備至少包括一旋轉(zhuǎn)臺，其中該旋轉(zhuǎn)臺用以承載一晶圓；一噴嘴；其中該噴嘴位于該晶圓的上方，并且該噴嘴噴灑一化學(xué)品于該晶圓的表面；一加溫裝置位于該旋轉(zhuǎn)臺中，其中該加溫裝置用以加熱該晶圓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)濕制程設(shè)備，其特征在于，所述的加溫裝置使該晶圓的溫度上升至約與該化學(xué)品相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)濕制程設(shè)備，其特征在于，還包括一旋轉(zhuǎn)裝置，其中該旋轉(zhuǎn)裝置與該旋轉(zhuǎn)臺連接，且使該旋轉(zhuǎn)臺以一旋轉(zhuǎn)速度進行旋轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)濕制程設(shè)備，其特征在于，還包括一導(dǎo)出管，其中該導(dǎo)出管用以該化學(xué)品導(dǎo)出該旋轉(zhuǎn)濕制程設(shè)備外。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)濕制程設(shè)備，其特征在于，所述的加溫裝置由加熱板與加熱線圈二者擇一。
全文摘要
本發(fā)明提供一種晶圓清洗的旋轉(zhuǎn)濕制程及其設(shè)備，在用以承載基板的旋轉(zhuǎn)臺上，加入一加溫裝置，使得基板表面溫度與噴嘴所噴灑的化學(xué)清洗劑溫度相同。如此，基板表面具有黏度均勻的化學(xué)清洗劑，而可得到清洗效果均勻且穩(wěn)定的清洗制程。
文檔編號H01L21/302GK1507957SQ200310103618
公開日2004年6月30日 申請日期2003年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月17日
發(fā)明者陳柏仁 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司