專利名稱：清洗和干燥晶片的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在旋轉(zhuǎn)晶片時(shí)清洗和干燥晶片的裝置及方法。
背景技術(shù)：
在制造半導(dǎo)體器件時(shí)，反復(fù)進(jìn)行沉積絕緣和金屬層、蝕刻、涂敷光刻膠、顯影和去除光阻(asher)以得到精細(xì)圖案。通過使用去離子水(DI水)或化學(xué)品的濕法清洗工藝來(lái)除去各個(gè)工藝中所產(chǎn)生的雜質(zhì)，這被稱為濕法清洗工藝。
通過將液體化學(xué)品或者DI水注入至晶片上來(lái)進(jìn)行這些涂敷光刻膠、顯影以及清洗工藝。典型的干燥和清洗裝置使用只能處理一片晶片的晶片卡盤卡住晶片。當(dāng)使用電動(dòng)機(jī)來(lái)旋轉(zhuǎn)晶片時(shí)，化學(xué)品或DI水從晶片的上方經(jīng)由注入嘴流出。這樣，由于晶片的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，該化學(xué)品或DI水流經(jīng)晶片的整個(gè)表面從而進(jìn)行處理工藝。
單一型晶片清洗和干燥裝置使用DI水沖洗晶片，然后使用氮?dú)飧稍锞?br> 但是，隨著最近發(fā)展更大晶片和在晶片上形成更精細(xì)圖案的趨勢(shì)，在沖洗工藝中使用的DI水往往不能被徹底干燥或者沒有被干燥。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的特征是提供一種清洗和干燥晶片的方法及裝置，其使用馬蘭戈尼(Marangoni)型干燥方法以提高干燥效率。
本發(fā)明的另一個(gè)特征是提供一種清洗和干燥晶片的方法及裝置以縮短清洗(沖洗)和干燥時(shí)間。
為了實(shí)現(xiàn)這些特征，本發(fā)明提供一種晶片處理裝置。該裝置包括旋轉(zhuǎn)頭、注入組件以及移動(dòng)組件，該旋轉(zhuǎn)頭用于保持晶片的待處理表面朝上并旋轉(zhuǎn)晶片，該注入組件具有構(gòu)造得用于將流體注入至放置在旋轉(zhuǎn)頭上的晶片待處理表面以清洗和干燥該晶片的噴嘴，該移動(dòng)組件用于將注入組件的噴嘴從晶片中心移動(dòng)至其邊緣。噴嘴具有第一和第二注入口，它們被構(gòu)造得用于注入不同的流體并布置在噴嘴移動(dòng)方向上或鄰近于該移動(dòng)方向的線上。
在一些實(shí)施例中，通過移動(dòng)組件沿著直線將噴嘴從晶片中心移動(dòng)至其邊緣。第一和第二注入口呈線性地布置在噴嘴的移動(dòng)直線上。
在一些實(shí)施例中，噴嘴旋轉(zhuǎn)著從晶片中心向其邊緣移動(dòng)。第一和第二注入口呈線形地布置在噴嘴的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)線上。
在一些實(shí)施例中，該裝置還包括用于向第一和第二注入口供給流體的流體供給組件。當(dāng)?shù)谝换虻诙⑷肟谖挥诰行臅r(shí)，流體供給組件供給流體。
在一些實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝缓偷诙⑷肟谝来谓?jīng)過晶片中心時(shí)，注入組件向晶片邊緣移動(dòng)。第一注入口注入用于清洗晶片的第一流體，第二注入口注入用于干燥晶片的第二流體。
在一些實(shí)施例中，第一流體可以是去離子水(DIW)或是包含異丙醇(IPA)的DIW混合溶液，第二流體可以是氮?dú)饣蚴前獨(dú)獾幕旌蠚怏w。
在一些實(shí)施例中，噴嘴還包括至少一個(gè)安裝在第一和第二注入口之間的第三注入口。當(dāng)?shù)谝弧⒌谌偷诙⑷肟谝来谓?jīng)過晶片中心時(shí)，注入組件向晶片邊緣移動(dòng)。
在一些實(shí)施例中，第一注入口注入用于清洗晶片的第一流體，第三注入口注入對(duì)晶片起一次干燥作用的第二流體，第二注入口注入對(duì)晶片起二次干燥作用的第三流體。
為了實(shí)現(xiàn)這些特征，本發(fā)明提供在具有注入組件的裝置中清洗和干燥晶片的方法，該注入組件具有呈線形地布置在噴嘴移動(dòng)方向上以注入不同流體的注入口。該方法包括在固定晶片時(shí)旋轉(zhuǎn)晶片并在注入組件從晶片中心向其邊緣移動(dòng)時(shí)將流體注入至晶片表面上。流體的注入包括當(dāng)?shù)谝蛔⑷肟趶木行南蚱溥吘壱苿?dòng)時(shí)將用于清洗的第一流體注入至晶片表面和當(dāng)?shù)诙⑷肟诟S第一注入口移動(dòng)時(shí)注入用于干燥已清洗過的晶片表面的第二流體。
在一些實(shí)施例中，該方法還包括當(dāng)?shù)谌⑷肟诟S第二注入口移動(dòng)時(shí)注入對(duì)已經(jīng)一次干燥過的晶片表面起二次干燥作用的第三流體。


圖1是按照本發(fā)明的晶片處理裝置的側(cè)視圖。
圖2是按照本發(fā)明的晶片處理裝置的俯視圖。
圖3A至圖3D是用于解釋按照本發(fā)明的注入組件的直線移動(dòng)方式的圖。
圖4至圖7是用于解釋按照本發(fā)明的晶片清洗和干燥方法的圖。
圖8至圖10是用于解釋改進(jìn)了的、注入組件的注入口的圖。
圖11是通過將IPA蒸汽供給至位于圖8所示狀態(tài)的晶片上部以清洗和干燥晶片的圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖來(lái)更充分地說明本發(fā)明，這些附圖顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以不同的方式來(lái)實(shí)施，而不應(yīng)該將其理解為受這里所說明的實(shí)施例所限。相反，提供這些實(shí)施例是為了讓本公開的內(nèi)容詳細(xì)完整，并將本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。全文中，相似的附圖標(biāo)記表示相似的部件。
如圖1所示，晶片清洗和干燥裝置100具有在其上放置晶片的旋轉(zhuǎn)頭110。旋轉(zhuǎn)軸112連接至旋轉(zhuǎn)頭110底部以支撐旋轉(zhuǎn)頭110并傳送旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)114連接至旋轉(zhuǎn)軸112以提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。
在旋轉(zhuǎn)頭110的周圍安裝捕捉杯120。在清洗和干燥晶片W時(shí)，捕捉杯120防止已提供至晶片W的液體被甩出。這樣，外部裝置或者鄰近區(qū)域就不會(huì)被污染。
盡管此圖中沒有顯示出來(lái)，捕捉杯120和旋轉(zhuǎn)頭110構(gòu)造得可以相對(duì)上下移動(dòng)。當(dāng)它們相對(duì)上下移動(dòng)時(shí)，將晶片放入捕捉杯120中或者將已處理過的晶片從捕捉杯120中取出。
注入組件130安裝在旋轉(zhuǎn)頭110上方以將清洗(或沖洗)溶液和干燥氣體注入至晶體表面上。當(dāng)從晶片中心c向其邊緣移動(dòng)時(shí)，注入組件130的噴嘴132將清洗(或沖洗)溶液和干燥氣體注入至晶片W的待處理表面。注入組件130連接至移動(dòng)組件140的臂142以移動(dòng)該注入組件130。
移動(dòng)組件140包括驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)146、從驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)146獲取旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的支撐軸144以及安裝在支撐軸144上的臂142。注入組件130安裝在臂142的末端。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)146根據(jù)用于控制晶片清洗和干燥工藝進(jìn)程的控制單元180的控制信號(hào)來(lái)工作。
注入組件130的噴嘴132包括被構(gòu)造得用于注入不同流體的第一注入口134a、第二注入口134b和第三注入口134c。這些注入口呈線形地布置在注入組件130的移動(dòng)方向上或者鄰近于該移動(dòng)方向的線上。在這個(gè)實(shí)施例中，注入組件130在支撐軸144上旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。注入口134a、134b和134c呈線形地布置在與經(jīng)過晶片中心c的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)具有相同半徑的線a上。如果注入組件130不是旋轉(zhuǎn)而是沿著直線移動(dòng)，則這些注入口呈線性地布置在經(jīng)過晶片中心的線b上，如圖3所示。注入組件130可以有多種直線移動(dòng)方式。如圖3A和圖3B所示，注入組件130通過移動(dòng)組件的臂142直線移動(dòng)。如圖3C和圖3D所示，整個(gè)移動(dòng)組件140沿著傳送軌道148直線移動(dòng)。
用于清洗(沖洗)晶片的DIW供給部件162連接至第一注入口134a，用于干燥晶片的氮?dú)夤┙o部件164連接至第二注入口134b。用于對(duì)晶片起二次干燥作用的高溫氮?dú)夤┙o部件166連接至第三注入口134c。為了在干燥晶片時(shí)獲得馬蘭戈尼效應(yīng)，可以分別向第一和第二注入口提供包含IPA蒸汽的DIW混合溶液和包含IPA蒸汽的氮?dú)饣旌蠚怏w。
圖8至圖10顯示的是改進(jìn)了的注入組件的注入口。在圖8中，顯示了包括DIW注入口和氮?dú)庾⑷肟诘淖⑷虢M件130a。在圖9中，顯示了包括用于含有IPA蒸汽的DIW混合溶液的注入口和氮?dú)庾⑷肟诘淖⑷虢M件130b。在圖10中，顯示了包括DIW注入口和用于含有IPA蒸汽的氮?dú)饣旌蠚怏w的注入口的注入組件130c。
在圖11中，顯示了在通過將IPA蒸汽供給至整個(gè)晶片上部而形成的IPA蒸汽氣氛下清洗和干燥晶片的例子。
如上所述，注入口的數(shù)量或者供給至注入口的流體種類可以隨著清洗和干燥晶片的方法而改變。同樣，注入口之間的間隔也可隨之變化。
圖4至圖7顯示了使用注入組件清洗和干燥晶片的步驟。
如果將晶片W放置在旋轉(zhuǎn)頭110上，則該晶片借助于真空而被固定住并隨后進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。通過移動(dòng)組件140將注入組件130的第一注入口134a定位于晶片的中心。用于清洗晶片的去離子水(DIW)從第一注入口134a注入。如果在第一注入口134a處開始清洗晶片，則移動(dòng)組件140緩慢地將注入組件130從晶片中心向其邊緣傳送。如果第二注入口134b位于晶片中心，則用于干燥晶片的氮?dú)鈴牡诙⑷肟?34b注入(見圖5)。如果第三注入口134c位于晶片中心，則對(duì)晶片起二次干燥作用的高溫氮?dú)鈴牡谌⑷肟?34c注入(見圖6)。
在從晶片中心向其邊緣移動(dòng)的同時(shí)，基片清洗和干燥裝置100的注入組件130清洗并干燥晶片。注意，注入組件130的注入口依次布置(根據(jù)工藝，即，清洗-一次干燥-二次干燥)在它們經(jīng)過晶片中心的路徑上，當(dāng)它們依次經(jīng)過晶片中心時(shí)，將流體從注入口注入。
在本發(fā)明中，上述晶片包括用于標(biāo)線的基片、用于液晶顯示器的基片和用于等離子體顯示器的基片等顯示器基片、用于硬盤的基片以及用于半導(dǎo)體器件等電子器件的晶片。
如上所述，同時(shí)清洗和干燥晶片從而縮短了整個(gè)工藝時(shí)間。其優(yōu)點(diǎn)在于，減少了晶片的干燥缺陷。具體地說，晶片的整個(gè)表面被充分干燥而不產(chǎn)生水印。
顯而易見，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說，可根據(jù)上面所公開的內(nèi)容對(duì)本發(fā)明進(jìn)行其它的修改和改變。因此，盡管在這里只具體解釋了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但很顯然，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以進(jìn)行許多修改。
權(quán)利要求
1.一種清洗和干燥晶片的裝置，包括旋轉(zhuǎn)頭，用于保持晶片待處理表面朝上并旋轉(zhuǎn)晶片；具有噴嘴的注入組件，該噴嘴構(gòu)造得用于向放在旋轉(zhuǎn)頭上的晶片待處理表面注入流體以清洗和干燥晶片；以及移動(dòng)組件，用于將注入組件的噴嘴從晶片中心移動(dòng)至其邊緣，其中，噴嘴具有第一和第二注入口，它們被構(gòu)造得用于注入不同流體并布置在噴嘴移動(dòng)方向上或者鄰近于該移動(dòng)方向的線上。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，通過移動(dòng)組件沿著直線將噴嘴從晶片中心移動(dòng)至其邊緣；且第一和第二注入口呈線性地布置在噴嘴的移動(dòng)直線上。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，噴嘴旋轉(zhuǎn)著從晶片中心向其邊緣移動(dòng)；且第一和第二注入口呈線形地布置在噴嘴的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)線上。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括用于向第一和第二注入口供給流體的流體供給組件，當(dāng)?shù)谝缓偷诙⑷肟谖挥诰行臅r(shí)，該流體供給組件供給流體。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，當(dāng)?shù)谝缓偷诙⑷肟谝来谓?jīng)過晶片中心時(shí)，注入組件向晶片邊緣移動(dòng)；且第一注入口注入用于清洗晶片的第一流體，第二注入口注入用于干燥晶片的第二流體。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，第一流體是去離子水或者包含異丙醇的去離子水混合溶液，第二流體是氮?dú)饣蛘甙獨(dú)獾幕旌蠚怏w。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，噴嘴還包括至少一個(gè)安裝在第一和第二注入口之間的第三注入口；且當(dāng)?shù)谝?、第三和第二注入口順序?jīng)過晶片中心時(shí)，注入組件向晶片邊緣移動(dòng)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，第一注入口注入用于清洗晶片的第一流體，該第一流體是去離子水或者包含異丙醇的去離子水混合溶液；第三注入口注入對(duì)晶片起一次干燥作用的第二流體，該第二流體是高溫氮?dú)猓磺业诙⑷肟谧⑷雽?duì)晶片起二次干燥作用的第三流體，該第三流體是氮?dú)饣蛘甙惐嫉牡獨(dú)饣旌蠚怏w。
9.一種在具有注入組件的裝置中清洗和干燥晶片的方法，該注入組件具有呈線形地布置在噴嘴移動(dòng)方向上以注入不同流體的注入口，該方法包括以下步驟固定晶片的同時(shí)旋轉(zhuǎn)晶片；以及當(dāng)注入組件從晶片中心向其邊緣移動(dòng)時(shí)，將流體注入至晶片表面上，其中，流體的注入包括當(dāng)?shù)谝蛔⑷肟趶木行南蚱溥吘壱苿?dòng)時(shí)，將用于清洗的第一流體注入至晶片表面；以及當(dāng)?shù)诙⑷肟诟S第一注入口移動(dòng)時(shí)，注入用于干燥已清洗過的晶片表面的第二流體。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，第一流體是去離子水或者包含異丙醇的去離子水混合溶液，第二流體是氮?dú)饣蛘甙獨(dú)獾幕旌蠚怏w。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括當(dāng)?shù)谌⑷肟诟S第二注入口移動(dòng)時(shí)，注入對(duì)已經(jīng)一次干燥過的晶片表面起二次干燥作用的第三流體。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，第一流體是去離子水或者包含異丙醇的去離子水混合溶液；第二流體是氮?dú)饣蛘甙惐嫉牡獨(dú)饣旌蠚怏w；且第三流體是高溫氮?dú)狻?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種清洗和干燥晶片的方法及裝置。該裝置包括具有第一和第二注入口的注入組件，該第一和第二注入口構(gòu)造得用于注入不同的流體并布置在噴嘴移動(dòng)方向上或者鄰近于該移動(dòng)方向的線上。該注入組件沿著直線從晶片中心向其邊緣移動(dòng)，且第一和第二注入口呈線形地布置在噴嘴的移動(dòng)線上。
文檔編號(hào)H01L21/304GK1838385SQ20051005640
公開日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2005年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月21日
發(fā)明者金元培, 韓在善, 裴正龍, 趙重根 申請(qǐng)人:細(xì)美事有限公司