專利名稱：單片式清洗工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單片式晶片清洗工藝，尤其涉及一種在晶片維持在頂起狀況下進(jìn)行的干式清潔工藝。
背景技術(shù)：
超大型集成電路(VLSI)、極大型集成電路(ULSI)或微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的制作是利用一半導(dǎo)體襯底，如硅晶片，并反覆經(jīng)歷數(shù)百道的薄膜沉積、氧化、光刻、蝕刻與摻雜等不同工藝加以形成。以制備金屬氧化物半導(dǎo)體(metal-oxide-semiconductor，MOS)晶體管元件的柵極結(jié)構(gòu)為例，其是先在一晶片表面由下而上依序形成一柵極絕緣層、一多晶硅層以及一金屬硅化物(polycide)層，再利用一光刻工藝形成一光致抗蝕劑圖案以定義出柵極結(jié)構(gòu)的位置，然后進(jìn)行一蝕刻工藝將未被光致抗蝕劑圖案覆蓋的柵極絕緣層、多晶硅層與金屬硅化物層去除，以形成柵極結(jié)構(gòu)。然而由于進(jìn)行完蝕刻工藝后，晶片的表面會殘留蝕刻氣體與被蝕刻的薄膜層所產(chǎn)生的反應(yīng)物，如聚合物等，因此必須進(jìn)行一清洗工藝以將晶片表面的殘留物清除，以確保柵極結(jié)構(gòu)的電性表現(xiàn)及后續(xù)工藝的進(jìn)行。
請參考圖1，圖1為現(xiàn)有晶片清洗工藝的流程圖。如圖1所示，現(xiàn)有方法的流程如下所述步驟10先利用一光刻工藝于薄膜上形成一光致抗蝕劑圖案，接著進(jìn)行一蝕刻工藝以定義出所需的薄膜圖案；步驟20進(jìn)行一灰化工藝，于高溫下通入氧氣，以去除晶片表面的光致抗蝕劑圖案；以及步驟30進(jìn)行一濕式清潔工藝，利用浸泡方式將晶片依序浸入至少一清洗溶液槽以去除晶片表面(包含有晶面、晶背與晶邊)的聚合物，再利用去離子水(DI water)沖洗晶片，完成晶片的清洗工藝。
上述濕式清潔工藝為現(xiàn)有常用的清洗晶片的方法，然而由于清洗溶液槽內(nèi)的清洗藥劑濃度會隨著浸泡次數(shù)而改變，因此對于不同批次的晶片而言，后一批次的晶片的清潔效果往往較前一批次的晶片的清潔效果為差，造成了工藝的品質(zhì)控制不易。對于小尺寸的晶片而言，由于工藝線寬較寬且元件集成度不高，因此利用濕式清潔工藝清洗晶片為一可接受的量產(chǎn)作法。然而隨著12寸晶片廠的建構(gòu)，由于工藝線寬不斷縮小且元件集成度不斷提升，必須以單片式方法進(jìn)行清洗方能確保晶片的清潔效果。
如上所述，大尺寸晶片由于對工藝精密度的要求更為嚴(yán)格，因此必需采取單片式方式進(jìn)行清洗工藝方能確保清潔效果，然而若利用一般旋轉(zhuǎn)的濕式清潔工藝清洗晶片，便會造成晶片的晶背與晶邊之上仍殘留有聚合物或有機(jī)化合物(organic component)等微粒，不但洗潔效果不佳，而且這些殘留的高分子微粒更是后續(xù)工藝艙(chamber)的污染來源，嚴(yán)重影響后續(xù)工藝的品質(zhì)與良率。
由上述可知，現(xiàn)有清洗晶片的方法顯然有其缺限，有待于進(jìn)一步的改善。鑒于此，申請人根據(jù)此等缺點(diǎn)及依據(jù)多年從事半導(dǎo)體工藝的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，悉心觀察且研究，提出改良的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種單片式干式清洗工藝，以解決現(xiàn)有技術(shù)無法克服的難題。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種單片式干式清洗工藝。首先提供一蝕刻晶片，且該蝕刻晶片的表面包含有一光致抗蝕劑圖案。接著進(jìn)行一灰化工藝，去除該光致抗蝕劑圖案。隨后頂起該蝕刻晶片，并對該蝕刻晶片進(jìn)行一干式清潔工藝。
由于本發(fā)明的方法是于頂起蝕刻晶片的狀況下進(jìn)行干式清潔工藝，例如利用一氧氣等離子轟擊蝕刻晶片，因此可有效去除附著于蝕刻晶片的晶背與晶邊的聚合物，以維持蝕刻晶片的潔凈度。
為了讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。然而如下的優(yōu)選實(shí)施例與附圖僅供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。


圖1為現(xiàn)有晶片清洗工藝的流程圖；
圖2與圖3為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例利用干式清洗工藝清洗晶片的方法示意圖；圖4為本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例利用干式清潔工藝清洗晶片的方法示意圖。
具體實(shí)施例方式
請參考圖2與圖3，圖2與圖3為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例利用干式清洗工藝清洗晶片的方法示意圖。如圖2所示，首先將一進(jìn)行完蝕刻工藝的晶片(下稱蝕刻晶片)40載入一反應(yīng)室42中，并利用一支撐載具44固定，其中蝕刻晶片40的表面包含有薄膜圖案46與用以定義薄膜圖案46的光致抗蝕劑圖案48，此外，蝕刻晶片40的晶面、晶背與晶邊上等不特定區(qū)域會殘留有蝕刻工藝中所產(chǎn)生的有機(jī)化合物或聚合物50等微粒。接著進(jìn)行一灰化(ashing)工藝，例如于100℃至300℃下，通入氧氣、臭氧或利用氧-四氟化碳等離子、N2/O2等離子，去除蝕刻晶片40表面的光致抗蝕劑圖案48。
如圖3所示，當(dāng)蝕刻晶片40表面的光致抗蝕劑圖案48于灰化工藝中被去除后，接著利用支撐載具44的頂針(pin)52將蝕刻晶片40頂起，以原位(in-situ)進(jìn)行一干式清潔工藝。其中于本實(shí)施例中，干式清潔工藝是將工藝溫度控制于150℃至300℃之間并使反應(yīng)室42維持在低壓狀態(tài)，同時(shí)利用一等離子，如一氧氣等離子54，在蝕刻晶片40處于頂起的懸浮狀況下全面性地轟擊蝕刻晶片40，藉此氧氣等離子54不僅可去除附著于蝕刻晶片40的晶面上的聚合物50，還可有效去除附著于晶背與晶邊上的聚合物50，進(jìn)而使蝕刻晶片40維持潔凈，以利于后續(xù)工藝的進(jìn)行。
由于本發(fā)明的主要特征是在蝕刻晶片40呈懸浮狀態(tài)下進(jìn)行一干式清潔工藝，以全面性地去除附著于晶背與晶邊上的聚合物50，因此除上述實(shí)施例所揭示的利用氧氣等離子54去除聚合物50的作法外，也可利用其他可去除聚合物的干式清潔方式。舉例來說，于適當(dāng)?shù)母邷叵掠诜磻?yīng)室42內(nèi)通入至少一反應(yīng)氣體(如氧氣、臭氧等)，利用燃燒方式將附著于蝕刻晶片40的晶面、晶背與晶邊上的聚合物50去除。另外，由于等離子本身是包含有通入氣體的帶電離子(charged ions)、原子團(tuán)(radicals)、分子及電子等，因此本發(fā)明的干式清潔工藝亦可視去除聚合物的能力而利用通入氣體的特定成分對蝕刻晶片40進(jìn)行轟擊，以使干式清潔工藝更有效率。
請參考圖4，圖4為本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例利用干式清潔工藝清洗晶片的方法示意圖，其中為便于說明，在圖4與圖3中相同的元件使用相同的標(biāo)號。如圖4所示，與上述實(shí)施例不同之處在于，本實(shí)施例的作法是利用原子團(tuán)(radicals)轟擊蝕刻晶片40，因此在進(jìn)行干式清潔工藝時(shí)是于蝕刻晶片40的上方另設(shè)置有一濾片(filter)56，用以過濾氧氣等離子54的其他成分而僅容許氧氣等離子54的原子團(tuán)58通過，藉以清除附著于蝕刻晶片40的晶面、晶背與晶邊上的聚合物50。
綜上所述，本發(fā)明的方法是在蝕刻晶片進(jìn)行完灰化工藝之后，再利用一干式清潔工藝，將蝕刻晶片頂起并利用等離子轟擊等方式將晶片表面于蝕刻工藝中所形成的聚合物去除，以確保蝕刻晶片的潔凈度。至于灰化工藝本身亦為一干式工藝，其與本發(fā)明所揭示的干式清潔工藝的主要差異在于干式清潔工藝是于蝕刻晶片被頂起的狀況下進(jìn)行，且由于二者所欲去除的目標(biāo)物分別為光致抗蝕劑圖案與聚合物，因此工藝的參數(shù)(如反應(yīng)溫度、時(shí)間與反應(yīng)氣體的濃度等)可能有所不同。然而值得注意的是，本發(fā)明的干式清潔工藝亦可于一低壓艙內(nèi)，在蝕刻晶片于被頂起的狀況下，利用單一等離子工藝以同時(shí)去除光致抗蝕劑圖案與聚合物。除此之外，為確保蝕刻晶片的潔凈度，亦可視需要于本發(fā)明的干式清潔工藝結(jié)束后，再進(jìn)行一濕式清潔工藝，以進(jìn)一步去除蝕刻晶片的晶背與晶邊所殘留的少量聚合物，由于此時(shí)蝕刻晶片的表面僅可能殘留少量的聚合物，因此并不致產(chǎn)生現(xiàn)有方法中清洗藥劑因與大量聚合物反應(yīng)所導(dǎo)致的濃度變化的問題。
由于現(xiàn)有方法是利用濕式清潔工藝以清除聚合物，其清潔能力會隨著清洗藥劑的濃度變化而有所差異，因此對于講究精細(xì)度的大尺寸晶片而言并非優(yōu)選的方法。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的方法由于是利用干式清潔工藝，并于蝕刻晶片于被頂起的狀態(tài)下進(jìn)行，因此可有效去除附著于蝕刻晶片的晶背與晶邊的聚合物，并維持穩(wěn)定的清潔能力。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種單片式清洗工藝，其包括有提供一蝕刻晶片，且該蝕刻晶片的表面包含有一光致抗蝕劑圖案；進(jìn)行一灰化工藝，去除該光致抗蝕劑圖案；以及頂起該蝕刻晶片，并對該蝕刻晶片進(jìn)行一干式清潔工藝。
2.如權(quán)利要求1所述的工藝，其中該蝕刻晶片的表面、晶背與晶邊殘留有多個(gè)蝕刻后所產(chǎn)生的聚合物。
3.如權(quán)利要求2所述的工藝，其中該干式清潔工藝是用來去除該些聚合物。
4.如權(quán)利要求1所述的工藝，其中該干式清潔工藝是利用一反應(yīng)氣體加以實(shí)施。
5.如權(quán)利要求1所述的工藝，其中該干式清潔工藝是利用一氧氣等離子加以實(shí)施。
6.如權(quán)利要求5所述的工藝，其中該氧氣等離子包含有氧氣的帶電離子、原子團(tuán)、分子及電子。
7.如權(quán)利要求6所述的工藝，其中在進(jìn)行該干式清潔工藝時(shí)，是利用一設(shè)置于該蝕刻晶片上方的濾片，以容許該氧氣等離子的該些原子團(tuán)通過。
8.如權(quán)利要求1所述的工藝，其中該干式清潔工藝是于150℃至300℃下進(jìn)行。
9.如權(quán)利要求1所述的工藝，其中該灰化工藝以及該干式清潔工藝是于一低壓艙中原位進(jìn)行。
10.如權(quán)利要求9所述的工藝，還包含有于該干式清潔工藝后進(jìn)行一濕式清潔工藝。
11.如權(quán)利要求1所述的工藝，其中該蝕刻晶片是利用一承載基座的頂起功能加以頂起。
12.一種單片式干式清洗工藝，其包含有提供一晶片；以及利用一承載基座的頂起功能頂起該晶片，并進(jìn)行一干式清潔工藝。
13.如權(quán)利要求12所述的工藝，其中該晶片為一蝕刻晶片，且該蝕刻晶片的表面還包含有一光致抗蝕劑圖案。
14.如權(quán)利要求13所述的工藝，其中該蝕刻晶片的表面、晶背與晶邊殘留有多個(gè)蝕刻后所產(chǎn)生的聚合物。
15.如權(quán)利要求14所述的工藝，其中該干式清潔工藝是用以去除該光致抗蝕劑圖案以及該些聚合物。
16.如權(quán)利要求12所述的工藝，其中在進(jìn)行該干式清潔工藝之前還包含有一灰化工藝，用以去除該光致抗蝕劑圖案。
17.如權(quán)利要求16所述的工藝，其中該灰化工藝以及該干式清潔工藝是原位進(jìn)行于一低壓艙中。
18.如權(quán)利要求12所述的工藝，其中該干式清潔工藝是于150℃至300℃下進(jìn)行。
19.如權(quán)利要求12所述的工藝，其中該干式清潔工藝是利用一反應(yīng)氣體加以實(shí)施。
20.如權(quán)利要求19所述的工藝，其中該干式清潔工藝還包含有一激發(fā)該反應(yīng)氣體以產(chǎn)生等離子的步驟。
21.如權(quán)利要求20所述的工藝，其中該等離子包含有該反應(yīng)氣體的帶電離子、原子團(tuán)、分子及電子。
22.如權(quán)利要求21所述的工藝，其中在進(jìn)行該干式清潔工藝時(shí)，是利用一設(shè)置于該晶片上方的濾片，以容許該等離子的原子團(tuán)通過。
23.如權(quán)利要求12所述的工藝，還包含有于該干式清潔工藝之后進(jìn)行一濕式清潔工藝。
全文摘要
一種單片式清洗工藝，首先提供一蝕刻晶片，且該蝕刻晶片的表面包含有一光致抗蝕劑圖案。接著進(jìn)行一灰化工藝，去除該光致抗蝕劑圖案。隨后頂起該蝕刻晶片，并對該蝕刻晶片進(jìn)行一干式清潔工藝。
文檔編號H01L21/00GK1790623SQ20041010218
公開日2006年6月21日 申請日期2004年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月15日
發(fā)明者廖琨垣 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司