專利名稱：半導(dǎo)體器件制造設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造半導(dǎo)體器件的設(shè)備，尤其涉及一種用于對除半導(dǎo)體襯底的預(yù)定區(qū)域以外的圖案形成部分進行蝕刻的蝕刻設(shè)備。
背景技術(shù)：
制造半導(dǎo)體器件時，在用作半導(dǎo)體襯底的晶片上形成有多個層(例如多晶硅層、氧化物層、氮化物層、金屬層、等等)。在層上涂有光致抗蝕劑層。通過曝光處理，將光掩模上形成的圖案轉(zhuǎn)印到光致抗蝕劑層上。通過蝕刻處理，就可以在晶片上形成所需的圖案。
執(zhí)行完這些處理步驟之后，晶片的邊緣上會殘留有若干個層或光致抗蝕劑。在這種情形下，如果為了進行其它處理而夾持并轉(zhuǎn)送晶片，則殘留的若干個層將會滴落濺污。由于它們作為微粒會降低產(chǎn)量，因此蝕刻處理需要去除那些殘留的層或者光致抗蝕劑。
對晶片邊緣的蝕刻通常采用如下方式。除了待被蝕刻的晶片邊緣之外，利用屏蔽溶液或掩模屏蔽已形成圖案的晶片的頂面。之后，噴灑蝕刻劑到晶片上，或者將晶片浸入到盛有蝕刻劑的槽中。這種方式需要利用屏蔽溶液或掩模屏蔽圖案形成部分的步驟以及去除屏蔽溶液或掩模的步驟。因此，需要較長的工作時間并且需要耗費大量的蝕刻劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件制造設(shè)備。該設(shè)備的特征在于它能夠僅對晶片頂面上待被蝕刻的晶片邊緣進行快速和簡便的蝕刻。該設(shè)備的另一特征在于它能夠簡便地調(diào)整晶片邊緣的蝕刻寬度。
為了實現(xiàn)這些特征，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件制造設(shè)備。所述設(shè)備包括支持器部分，其上放置有半導(dǎo)體襯底；噴嘴部分，其用于將流體注射到附著于所述支持器部分的襯底的邊緣上；以及可移動的屏蔽罩，其用于防止從所述噴嘴部分注入的流體流到圖案形成部分中的屏蔽部分。
所述支持器部分包括卡盤(chuck)、用于轉(zhuǎn)動卡盤的卡盤旋轉(zhuǎn)部分、以及多個卡盤腳，所述卡盤腳用于固定晶片邊緣并防止襯底在所述支持器部分旋轉(zhuǎn)時從所述卡盤上脫落。
流體注射部分含有流體注入孔和流體輸送管，所述流體注入孔形成在所述卡盤的中心，所述流體輸送管用于輸送從流體注入孔供給的流體并且被設(shè)置在卡盤支持器當(dāng)中。
所述屏蔽罩含有氣體注入部分，所述氣體注入部分與屏蔽部分間隔設(shè)置，并且注入氣體以便防止從襯底邊緣注入的流體流動到襯底的屏蔽部分。
所述屏蔽罩含有與襯底的屏蔽部分相面對的下部。所述屏蔽罩的下部包括凸出部分、平行部分、以及傾斜部分，所述凸出部分被設(shè)置在與屏蔽部分的邊緣相對應(yīng)的部分上，所述平行部分被設(shè)置在所述凸出部分內(nèi)，而所述傾斜部分則被設(shè)置在所述平行部分與所述凸出部分之間。
所述氣體注入部分包括氣體注入孔和氣體輸送管，所述氣體注入孔設(shè)置在所述平行部分的中心處，所述氣體輸送管用作將氣體輸送給氣體注入孔的路徑。
所述噴嘴部分包括噴嘴、流體輸送管以及噴嘴移動部分，所述流體輸送管用作將流體輸送給噴嘴的路徑，所述噴嘴移動部分用于移動所述噴嘴。所述噴嘴從垂直于襯底頂面的軸向外傾斜以朝向襯底。
在一個實施例中，所述噴嘴移動部分包括電機；滑輪，其與所述電機間隔設(shè)置；傳動帶(belt)，其遮蓋住所述電機與所述滑輪且隨著所述電機的轉(zhuǎn)動而移動預(yù)定距離；多個托架，其與所述傳動帶的兩側(cè)相連并且隨著所述傳動帶一起移動；以及多個噴嘴支持器，其分別連接到所述多個托架并且分別支持兩個噴嘴。
在另一個實施例中，所述噴嘴移動部分包括電機；小齒輪，其與所述電機的主軸連接；齒條(rack)部分，其與所述小齒輪的螺紋相嚙合；以及多個噴嘴支持器，其分別支持多個噴嘴。
屏蔽罩移動部分包括屏蔽罩支持器，其用于支持屏蔽罩；移動桿，其與所述屏蔽罩支持器連接，并且與所述屏蔽罩支持器一起上下移動；以及驅(qū)動部分，其用于移動所述移動桿。
附圖簡要說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例所述的蝕刻設(shè)備的立體圖；圖2是支持器部分以及流體注射部分的剖面圖；圖3是圖1所示屏蔽罩的立體圖；圖4示出了噴嘴移動部分的一個實施例；圖5示出了噴嘴移動部分的另一個實施例；圖6是屏蔽罩的仰視圖。
圖7是屏蔽罩的側(cè)視圖。
圖8是圖7中所示“A”區(qū)域的放大視圖。
圖9的概略圖示出了本發(fā)明中的蝕刻劑和氮氣的流動情況。
圖10是噴嘴驅(qū)動部分的側(cè)視圖。
優(yōu)選實施例描述以下將參照其中顯示了本發(fā)明優(yōu)選實施例的附圖對本發(fā)明進行更加充分的描述說明。通篇說明書中相同的附圖標(biāo)記指代了相同的元部件。
本發(fā)明中，晶片的頂面是指其上形成有圖案的表面，而晶片的底面則是指與頂面相對的表面。另外，屏蔽部分是指除其中置有不完整芯片的晶片邊緣以外的晶片頂面并且該晶片頂面被與注入到晶片邊緣的化學(xué)溶液屏蔽隔離開。
盡管在這些實施例中描述的蝕刻設(shè)備是示范性的，但是該蝕刻設(shè)備也可以應(yīng)用于所有只將化學(xué)溶液注射到晶片邊緣或晶片下部的半導(dǎo)體制造設(shè)備中。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例所述的蝕刻設(shè)備的立體圖，而圖2則顯示了圖1中的支持器部分以及流體注射部分。
參看圖1和圖2，蝕刻設(shè)備包括碗狀物10、支持器部分100、流體注射部分200、噴嘴部分300、屏蔽罩400、以及屏蔽罩移動部分500。
晶片被放置在支持器部分100上，并且支持器部分100具有卡盤110、多個卡盤腳112以及卡盤旋轉(zhuǎn)部分130。在蝕刻處理期間，晶片被與卡盤110分隔開。為了防止晶片從卡盤110上脫落，在卡盤110的邊緣上裝有多個卡盤腳112。
在蝕刻處理期間，卡盤110在卡盤旋轉(zhuǎn)部分130作用下旋轉(zhuǎn)。卡盤旋轉(zhuǎn)部分130包括用于支撐卡盤110的卡盤支持器132和用于使卡盤支持器132轉(zhuǎn)動的卡盤驅(qū)動部分134。
在支持器部分100中設(shè)有流體注射部分200用以蝕刻晶片的下部。流體注射部分200具有流體噴嘴210和流體輸送管220。流體噴嘴210設(shè)置在卡盤110的中心，而流體輸送管220則設(shè)置在卡盤支持器132和卡盤110的內(nèi)部中心。
因此，從蝕刻劑存儲部分(未示出)經(jīng)由流體輸送管220輸送提供的蝕刻劑被注入到卡盤110的表面與晶片下部之間的空間內(nèi)。
支持器部分100設(shè)置在碗狀物10中。碗狀物10具有開放的上部，并且環(huán)繞著支持器部分100的周圍以便在蝕刻處理期間防止注入的蝕刻劑濺射出來。
噴嘴部分300用于將蝕刻劑注入到放置在卡盤110上的晶片的邊緣。屏蔽罩400用于屏蔽晶片的屏蔽側(cè)，不讓噴嘴部分300注射的蝕刻劑進入。
圖3示出了圖2中屏蔽罩的立體圖。下面將參考圖4對圖3中的噴嘴移動部分的一個實施例進行說明。
參看圖4，噴嘴部分300包括噴嘴310、化學(xué)溶液輸送管以及噴嘴移動部分。
噴嘴310被置于晶片的邊緣，并且由稍后將作說明的噴嘴支持器322支撐。另外，噴嘴310被置于遠離晶片中心的位置上，并且相對于晶片旋轉(zhuǎn)方向以預(yù)定的角度傾斜。因此，由噴嘴310注入的注射溶液將流到晶片的外部。注射溶液是從外部的蝕刻劑存儲裝置(未示出)經(jīng)由化學(xué)溶液輸送管供給的。在本實施例中，化學(xué)溶液輸送管設(shè)置在噴嘴支持器322中。
噴嘴310水平地移動以調(diào)整被蝕刻的晶片邊緣的寬度。由于這個原因，噴嘴部分300包括用于移動噴嘴310的噴嘴移動部分。噴嘴移動部分優(yōu)選地設(shè)置在稍后將作說明的屏蔽罩400的殼體420之中，并且不外露。
如圖4所示，噴嘴移動部分包括噴嘴支持器322、噴嘴驅(qū)動部分324、滑輪326、托架327、導(dǎo)軌328以及傳動帶329。噴嘴支持器322支持噴嘴310，而導(dǎo)軌328則導(dǎo)引噴嘴支持器322以使噴嘴310能夠正確地沿著水平方向進行移動。
噴嘴驅(qū)動部分324設(shè)置在殼體420內(nèi)部的一側(cè)，而滑輪326設(shè)置在噴嘴驅(qū)動部分324的對面。噴嘴驅(qū)動部分324和滑輪326通過傳動帶329連接。即，傳動帶329在噴嘴驅(qū)動部分324的作用下可以移動預(yù)定距離。導(dǎo)軌328與傳動帶329相平行，并且被設(shè)置在傳動帶329的兩側(cè)。與噴嘴支持器322相連的托架327被設(shè)置在各個導(dǎo)軌328上。托架327的一端與傳動帶329相連。當(dāng)傳動帶329移動時，與噴嘴支持器322相連的托架327將在導(dǎo)軌328上水平移動。
噴嘴驅(qū)動部分324優(yōu)選地采用步進電機，以精確地使噴嘴移動預(yù)定距離。但是，噴嘴驅(qū)動部分324也可以采用典型的驅(qū)動部件，如氣壓缸或液壓缸。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明所述的噴嘴驅(qū)動部分的另一個實施例。參看圖5，噴嘴驅(qū)動部分包括步進電機334、小齒輪336、噴嘴支持器332以及導(dǎo)軌338。
小齒輪336與水平放置的步進電機334的轉(zhuǎn)動主軸連接，并且與步進電機334一起轉(zhuǎn)動。在小齒輪336的周圍以恒定間隔設(shè)置有多個噴嘴支持器332。噴嘴支持器332具有齒條(rack)部分333，齒條部分333上形成有螺紋，以使齒條部分333與小齒輪336的螺紋相嚙合。與第一個實施例相類似，噴嘴310連接在噴嘴支持器332的另一側(cè)。
本發(fā)明的蝕刻設(shè)備包括兩個或三個噴嘴310。依照一個實施例，將同樣的化學(xué)溶液同時供給噴嘴310?；瘜W(xué)溶液由噴嘴310注入到晶片邊緣，以縮短蝕刻處理所需的時間。噴嘴310優(yōu)選地以恒定間隔設(shè)置在晶片邊緣上。
依照本發(fā)明，一個驅(qū)動部分可以同時以恒定間距來水平移動多個噴嘴支持器332和332。因此，盡管使用了多個噴嘴310，晶片邊緣仍然可以恒定的寬度得到蝕刻。
當(dāng)依次供給多種化學(xué)溶液時，如果蝕刻設(shè)備具有一個化學(xué)溶液輸送管和一個噴嘴310，則每當(dāng)輸送不同種類的化學(xué)溶液時都必須清洗管子和噴嘴。為了縮短清洗管子和噴嘴所需的時間，可以將不同種類的化學(xué)溶液輸送到不同的噴嘴。
盡管噴嘴部分300具有兩個或三個噴嘴310用以注射相同的化學(xué)溶液或不同的化學(xué)溶液，但是它也可以具有一個噴嘴或四個噴嘴或更多噴嘴。
由于蝕刻設(shè)備具有多個噴嘴310，而每個噴嘴都可以在水平方向上移動，因此，與傳統(tǒng)的蝕刻設(shè)備相比，它可以更快速地完成蝕刻處理，并且可以方便地調(diào)整待被蝕刻的晶片邊緣的寬度。
蝕刻設(shè)備包括屏蔽罩400，其用于防止由噴嘴310注入的化學(xué)溶液流到晶片的屏蔽側(cè)。
圖3中屏蔽罩400的仰視圖和側(cè)視圖分別顯示在圖6和圖7中。屏蔽罩400下部的放大視圖則顯示在圖8中。
參看圖2和圖6至圖8，屏蔽罩400包括下部410、殼體420、以及氣體注入部分430。屏蔽罩的下部在蝕刻處理期間抵靠著晶片上部，并且具有凸出部分412、平行部分414、傾斜部分416以及蓋罩部分418。凸出部分412正對著晶片屏蔽部分的邊緣并且為環(huán)狀。平行部分414為一個平坦部分，其設(shè)置在凸出部分412的內(nèi)部。
在蝕刻處理期間，下部410與晶片上部是分隔開的。因此，凸出部分412不與晶片上部接觸，從而避免使注入至晶片邊緣的蝕刻劑流至晶片屏蔽部分。
氣體注入部分430包括氣體注入孔432和氣體輸送管434，氣體注入孔432形成在平行部分414的中心處，而氣體輸送管434則設(shè)置在稍后將要說明的殼體420中。氣體輸送管434用作將氣體輸送給氣體注入孔432的路徑。
傾斜部分416設(shè)置在平行部分414和凸出部分412之間，并且部分傾斜或者具有預(yù)定的曲率半徑。因此，注入到平行部分414與晶片上部之間的空間的氣體可以不產(chǎn)生渦流地流動到凸出部分412與晶片上部之間的空間。
蓋罩部分418設(shè)置在凸出部分412的外部，并且能夠避免由噴嘴310注入至晶片邊緣的化學(xué)溶液濺射到外面。
假設(shè)晶片上部與平行部分414、凸出部分412以及蓋罩部分418之間的距離分別為A、B與C，則優(yōu)選地是B＜C≤A。具體而言，最好是1mm＜A＜5mm，1mm≤B≤3mm并且1mm＜C≤5mm。
氮氣經(jīng)由氣體注入孔432注入到平行部分414與晶片上部之間的空間，而后經(jīng)由凸出部分412下方的狹窄空間流入蓋罩部分418下方突然張闊的較寬空間。因此，由蓋罩部分418下方將產(chǎn)生高的壓力并且在角部產(chǎn)生渦流，如圖8所示。該渦流防止了化學(xué)溶液由碗狀物10和噴嘴310濺射出來，并且避免使塵粒接觸到晶片屏蔽部分。
蓋罩部分418具有和噴嘴310數(shù)目相同的凹槽419。噴嘴310插入在凹槽419中并且可以根據(jù)所需蝕刻寬度而在凹槽中移動。
本發(fā)明的蝕刻設(shè)備包括屏蔽罩移動部分500，其用于上下移動屏蔽罩400。
圖10示出了屏蔽罩移動部分500的正視圖。參看圖10，屏蔽罩移動部分500包括屏蔽罩支持器510、移動桿520、移動桿導(dǎo)(rod guide)530以及屏蔽罩驅(qū)動部分540。屏蔽罩支持器510支持屏蔽罩400。屏蔽罩400的殼體420與屏蔽罩支持器510一端的底側(cè)相連。屏蔽罩支持器510的另一端與移動桿520相連。移動桿520上下移動屏蔽罩支持器510，并且由諸如電機或者氣壓缸或液壓缸的屏蔽罩驅(qū)動部分540驅(qū)動。移動桿導(dǎo)530導(dǎo)引移動桿520的上下運動，從而使移動桿520能夠精確地實現(xiàn)垂直運動。
由于蝕刻設(shè)備包括能夠上下移動的屏蔽罩，所以當(dāng)僅要蝕刻晶片邊緣時就不需要利用掩?；蛘咂帘我簛砀采w未蝕刻的部分。因此，就能夠?qū)崿F(xiàn)高速的蝕刻處理。
以下將對利用本發(fā)明所述蝕刻設(shè)備進行的蝕刻處理進行詳細說明。
屏蔽罩400通過屏蔽罩移動部分500向上移動。要進行蝕刻處理的晶片借助于傳送機器人(未示出)而被裝載到卡盤110上。移動屏蔽罩以使晶片上部與屏蔽罩400的下部410之間保持預(yù)定的間距。依據(jù)蝕刻寬度而由噴嘴移動部分水平地移動噴嘴310。旋轉(zhuǎn)卡盤110，并且由氣體注入部分430注入氮氣。將蝕刻劑由噴嘴310注射到晶片邊緣。然后，蝕刻劑通過形成在卡盤110中心的流體注入孔210被注射到晶片下部。當(dāng)完成蝕刻處理后，向上移動屏蔽罩400并且卸下晶片。然后將下一個晶片放置到卡盤110上。
雖然以上圖示并說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是可以對其進行各種修改和替換而不會背離本發(fā)明的精神與范圍。因此，可以這樣理解，對本發(fā)明所做的說明描述是示例性的而不是限定性的。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件制造設(shè)備，其包括支持器部分，其上放置有半導(dǎo)體襯底；噴嘴部分，其用于將流體注射到附著于所述支持器部分的襯底的邊緣上；以及可移動的屏蔽罩，其用于防止從所述噴嘴部分注入的流體流到圖案形成部分中的屏蔽部分。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述屏蔽罩具有氣體注入部分，所述氣體注入部分與所述屏蔽部分間隔設(shè)置，并且注入氣體以防止從襯底邊緣注入的流體流動到襯底的屏蔽部分。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述屏蔽罩具有與襯底的屏蔽部分相面對的下部，并且所述屏蔽罩的下部具有凸出部分，其設(shè)置在與所述屏蔽部分的邊緣相對應(yīng)的部分上。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述屏蔽罩的下部還具有設(shè)置在所述凸出部分之內(nèi)的平行部分以及設(shè)置于所述平行部分與所述凸出部分之間的傾斜部分。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述氣體注入部分包括氣體注入孔，其設(shè)置在所述平行部分的中心處；以及氣體輸送管，其用作將氣體輸送給所述氣體注入孔的路徑。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述噴嘴部分包括噴嘴；流體輸送管，其用作將流體輸送給所述噴嘴的路徑；以及噴嘴移動部分，其用于移動所述噴嘴。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述噴嘴從垂直于襯底頂面的軸向外傾斜以朝向襯底。
8.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述噴嘴移動部分包括噴嘴支持器，其用于支撐所述噴嘴；以及噴嘴驅(qū)動部分，其用于水平地移動所述噴嘴支持器。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述噴嘴移動部分還包括導(dǎo)向裝置，其用于導(dǎo)引所述噴嘴支持器的水平移動。
10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述噴嘴部分包括多個噴嘴，其以恒定間隔設(shè)置在襯底邊緣上；多個流體輸送管，每個所述流體輸送管都用作將流體輸送給各個噴嘴的路徑；以及噴嘴移動部分，其用于水平地移動所述各個噴嘴。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述噴嘴移動部分包括電機；滑輪，其與電機間隔設(shè)置；傳動帶，其遮蓋住所述電機與所述滑輪且隨著所述電機的轉(zhuǎn)動而移動預(yù)定距離；多個托架，其與所述傳動帶的兩側(cè)相連接且隨著所述傳動帶一起移動；以及多個噴嘴支持器，其分別連接到所述多個托架并且分別支持兩個噴嘴。
12.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于還包括用于移動所述屏蔽罩的屏蔽罩移動部分，其中所述屏蔽罩移動部分包括屏蔽罩支持器，其用于支持所述屏蔽罩；移動桿，其與所述屏蔽罩支持器連接并且與所述屏蔽罩支持器一起上下移動；以及驅(qū)動部分，其用于移動所述移動桿。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于還包括移動桿導(dǎo)，其用于導(dǎo)引所述移動桿的上下運動。
14.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述支持器部分包括卡盤；用于轉(zhuǎn)動所述卡盤的卡盤旋轉(zhuǎn)部分；以及多個卡盤腳，其用于固定晶片邊緣并且防止當(dāng)所述支持器部分旋轉(zhuǎn)時襯底從所述卡盤上脫落。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，所述卡盤旋轉(zhuǎn)部分包括卡盤支持器，其用于支持所述卡盤；以及支持器驅(qū)動部分，其用于轉(zhuǎn)動所述卡盤支持器。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于還包括流體注射部分，其用于將流體注入到放置在所述支持器部分上的襯底下部。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述流體注射部分包括形成在所述卡盤中心的流體注入孔；以及流體輸送管，其用于輸送從所述流體注入孔供給的流體，并且被設(shè)置在所述卡盤支持器當(dāng)中。
18.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，用于實現(xiàn)蝕刻處理。
19.一種半導(dǎo)體器件制造設(shè)備，包括轉(zhuǎn)動卡盤，其上置有半導(dǎo)體襯底；噴嘴，其用于注射流體到放置在所述轉(zhuǎn)動卡盤上的襯底的邊緣；以及可移動的屏蔽罩，其用于防止從噴嘴注入的流體流動到在圖案形成部分中的屏蔽部分，其特征在于，所述屏蔽罩的下部與襯底相對，并且包括形成在與襯底的所述屏蔽部分的邊緣相對應(yīng)的部分上的凸出部分以及用于防止注入到襯底邊緣的流體濺射的蓋罩部分。
20.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，所述蓋罩部分具有其中插入所述噴嘴的凹槽。
21.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，所述噴嘴向著所述轉(zhuǎn)動卡盤的旋轉(zhuǎn)方向傾斜。
全文摘要
一種半導(dǎo)體器件制造設(shè)備，其包括支持器部分，其上放置有半導(dǎo)體襯底；噴嘴部分，其用于注射流體到支持器部分上放置的襯底的邊緣上；屏蔽罩，其用于防止從噴嘴部分注入的流體流動到在圖案形成部分中的屏蔽部分；以及屏蔽罩移動部分裝置，其用于上下移動屏蔽罩。該設(shè)備能夠在晶片邊緣受到蝕刻時防止注入到晶片邊緣的化學(xué)溶液流動到晶片的屏蔽部分。
文檔編號H01L21/00GK1492485SQ0315755
公開日2004年4月28日 申請日期2003年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月17日
發(fā)明者尹光儀, 韓在善 申請人:韓國Dns株式會社