專利名稱：晶片加工方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體元件制造方法，尤其涉及一種蝕刻、剝除、清洗與其他濕式工藝操作的方法及系統(tǒng)。
背景技術：
借由一通常包括數(shù)個濕式化學工藝操作的工藝于半導體基板上形成半導體元件。 濕式工藝操作包括清洗操作、剝除操作與蝕刻操作，即于一化學浴中的化學物質與一例如膜或其他材料的材料進行反應，以達到清洗、蝕刻或移除的目的。于半導體制造工業(yè)中，使用濕式化學工作臺以實施上述操作已成為一標準程序步驟。隨著元件更復雜，結構尺寸更微縮及膜厚更下降，可致產率降低的缺陷的大小及數(shù)量也須隨之減少。因此，于所有工藝階段中減少污染物己變得愈來愈重要。濕式化學工藝中，污染物的來源包括水紋、來自晶片的顆粒及沉淀物。于晶片狀態(tài)由一濕狀態(tài)改變成為一干燥狀態(tài)的期間，當水滴粘著至晶片表面時，則形成水紋。雖粘著的水滴可借由干燥蒸發(fā)移除，但，于水滴消失后，仍會殘留水滴的紋路記號。一減少水紋的方法可于干燥晶片之前移除水滴。另一污染物的來源為來自晶片本身的顆粒。于例如干蝕刻或灰化的前述工藝中自晶片上結構移除的材料與于濕式工藝中蝕刻的材料有時于濕式工藝后仍會殘留于晶片上。 若將結構并入于后續(xù)操作中，則這些材料會導致短路或功能異常，至足以移除裸片的程度。 另一污染物的來源為浸入晶片的溶液。自前批晶片移除的材料與溶液中來自反應性化學物質的沉淀物可能會沉淀或沉積于晶片上。若未移除，這些顆粒也會并入于后續(xù)膜中而產生問題。因此，于一濕式工藝后，可自晶片表面盡可能地移除包括濕化學物質與顆粒的污染物，是工藝操作人員所期待的。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明一觀點，提供一種當自一濕式化學工藝中移出晶片時借由改善排除 (draining)狀況以自濕式工藝中減少污染物的方法。排除狀況的改善可減少殘留于晶片上可能導致水紋的液體量。排除狀況的改善也可減少殘留于晶片上的顆粒、水或濕化學物質。 如此，可改善濕式工藝半導體產品的產率。根據(jù)本發(fā)明不同實施例，一種晶片加工方法包括提供一晶片，其上具有多條垂直切割道(scribe lines) 0切割道界定出不同裸片之間的邊界，且根據(jù)切割道借由切割或鋸切方式最終將于同一晶片上的不同裸片分離成不同半導體產品。大部分的裸片為矩形，因此，具有垂直切割道。根據(jù)本發(fā)明所揭示方法的一觀點，浸入晶片于一第一溶液中。晶片通常承載于一晶片托架或晶舟(cassette)中并下降至一包含濕化學物質的溶液浴。然而，于某些濕式工藝中，可借由一機械手臂承載晶片并將晶片各自浸入于一晶舟或托架外部。第一溶液可為一用于蝕刻的反應性濕化學物質、一沖洗劑(rinse agent)或一清潔劑(cleanser)。為達到一預期的材料移除量或清洗，浸入工藝須歷經一工藝所須的必要時間。之后，自第一溶液中移出晶片，通常自溶液中提起晶片托架。對晶片進行定位，并維持晶片于垂直形式。這些垂直切割道與水平的夾角介于30 60度之間。以一改善方式自晶片排除第一溶液，僅殘留極少污染物。在特定實施例中，于移出晶片的過程中，維持晶片于垂直形式，切割道與水平的夾角為45度。于浸入晶片于第一溶液之前，可旋轉晶片至正確方位。在特定實施例中，于浸入晶片于第一溶液之前或之后，可旋轉整個晶片晶舟或承載多個晶片的載體。本發(fā)明所揭示方法也包括傳送晶片至一第二溶液，浸入晶片于第二溶液中，以及自第二溶液中移出晶片，再次以垂直切割道與水平夾角介于30 60度的正確方位自晶片排除溶液。本發(fā)明所揭示方法也包括于足夠的排除時間后干燥晶片。若干燥晶片的速度大快，可能留下水紋殘余。第二溶液可為去離子水、一用于蝕刻的反應性濕化學物質、一沖洗劑(rinse agent)或一清潔齊U (cleanser)。根據(jù)本發(fā)明所揭示方法實施例的另一觀點，涉及提供一晶片，其上具有切割道 (scribe lines)；定位該晶片，以使無一切割道與水平的夾角小于30度；垂直浸入經定位的該晶片于一第一溶液中；自該第一溶液中移出該晶片；以及允許該第一溶液自該晶片排除(drain away)，并維持該晶片于垂直形式，所述切割道其中之一與水平的夾角未小于30 度。如上所述，由于大部分裸片為矩形，因此，大部分切割道以90度交叉。然而，其他裸片形狀也有可能，本發(fā)明所揭示方法可同樣地應用其他裸片形狀，只要無一切割道與水平的夾角小于30度即可。第一溶液可為一例如磷酸、硫酸或氫氟酸的蝕刻劑、一沖洗劑(rinse agent)或一清潔齊Ll (cleanser)。根據(jù)本發(fā)明所揭示方法實施例的另一觀點，涉及提供多個晶片，其上具有切割道(scribe lines)，所述多個晶片承載于一容器中；借由下降該容器至一溶液浴中，以浸入該容器于一溶液中；自該溶液浴中移出該容器；以及自所述多個晶片與該容器排除 (draining away)該溶液。對所述多個晶片予以垂直定位，以使所述切割道與水平的夾角介于35 55度之間或為45度。在某些實施例中，于排除的過程中，維持所述多個晶片于垂直形式，所述切割道與水平的夾角為45度。使用一晶片晶舟，以浸入該容器于該溶液中及自該溶液浴中移出該容器。上述浸入該容器于該溶液中及自該溶液浴中移出該容器的時間較浸入整個該容器于該溶液中的時間短很多，例如減少一個數(shù)量級的時間。于濕式工作臺工藝中，控制切割道方位已發(fā)現(xiàn)當切割道定位成與水平夾角呈45 度時可改善產率及減少來自不當排除的顆粒。為讓本發(fā)明的上述目的、特征及優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一優(yōu)選實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下


圖IA 圖IC是根據(jù)本發(fā)明特定實施例，顯示一工藝浴與晶片晶舟；圖2A 圖2B是顯示于排除過程中發(fā)生于不同晶片定位的污染物流動；圖3是顯示于一借由一晶舟承載的晶片上的切割道角度。圖4是本發(fā)明不同實施例所揭示方法的流程圖。圖5A 圖5B是根據(jù)本發(fā)明一實施例與一傳統(tǒng)方法所得清洗結果的晶片顆粒分布圖。圖6A 圖6B是根據(jù)本發(fā)明一實施例與一傳統(tǒng)方法所得清洗結果的晶片顆粒分布圖。其中，附圖標記說明如下101 溶液浴圍欄；103 溶液；105、313 晶片；107,315 容器(晶舟)(托架)；109、317 裸片；111、303、307 切割道；201 垂直切割道；203、207、501、503、601、603 顆粒；205 水平切割道；301 水平；305、309、311 角度；401 提供一晶片；403 將晶片定位至一理想排除位置；405 將晶片浸入于一第一溶液中；407 自第一溶液中移出晶片；409 將晶片定位于一理想排除位置；411 將晶片傳送至一第二溶液；413 將晶片浸入于第二溶液中；415 自第二溶液中移出晶片。
具體實施例方式本發(fā)明提供可用來結合應用于半導體元件制造的化學或濕式反應槽型式的方法及系統(tǒng)。雖然以下描述大多關于一濕式蝕刻，但是，本發(fā)明提供的方法及系統(tǒng)可應用于不同化學作用，此處的描述僅作為舉例之用，并非限定本發(fā)明。根據(jù)其他實施例，本發(fā)明提供的方法也可應用于其他濕式化學工藝，例如清洗或浸洗工藝。于一晶片上，切割道(scribe line)界定出不同裸片(dies)之間的邊界，且根據(jù)切割道借由切割或鋸切方式最終將于同一晶片上的不同裸片分離成不同半導體產品。大部分的裸片為矩形，因此，切割道彼此以90度交叉。然而，只要裸片以一重復圖案填滿晶片表面未于晶片上留下過多未使用區(qū)域，則切割道不須為正交，例如可使用部分菱形或六角形的裸片。當使用激光切割裸片時，可適用非直線的切割道，允許使用不同的裸片形狀。通常利用濕式化學工藝借由溶解無用物質或移除表面顆粒的方式自半導體結構移除物質。由于液態(tài)化學溶液的性質通常會隨時間而改變，因此，一般來說，濕式化學工藝的微調控制會較干式工藝更難達到。于一晶片到達濕式工作臺之前，可發(fā)生不同半導體工藝，例如于一晶片進入一特定濕式化學工藝之前，其會經歷例如干蝕刻、灰化、沉積或其他濕式工藝的額外工藝。許多上述的額外工藝會于晶片表面上留下無用顆粒，例如于蝕刻過程中，于晶片上會再沉積部分蝕刻物質，而這些物質較佳于后續(xù)濕式工藝中加以移除。當一裝載晶片的容器到達一濕式工作臺時，可檢視于容器中各自的晶片或于一分類機中對晶片進行分類排序。一分類機可改變于一容器中晶片的順序或移出部分晶片插入其他晶片。根據(jù)操作者的輸入，一分類機也可旋轉于一容器中的部分或全部晶片。一般來說，于同一設備中，會對于一容器中已經加工的晶片進行定位，使其朝向同一方向。于一單一晶片設備中，于加工開始之前，通常會對晶片進行再定位。于設備中進行至加工終點時， 晶片方向可能會有些許改變，但并不明顯。然而，當插入晶片至一容器時，操作者的因素或機械手臂的校正可能會造成于一容器中些許晶片具有不同方向。一般來說，于一容器中經一單一晶片設備加工并已定位方向的晶片到達一濕式工作臺，因此，一組切割道為水平。若有校正誤差累積時，則切割道可能會與水平差距5、10或如15度之多。圖IA 圖IC顯示于一濕式工作臺中一部分的工藝。于一溶液浴圍欄101上，借由機械手臂(未圖示)支持裝載晶片105的容器(晶舟或托架)107。以一與大多數(shù)晶片105 垂直(于其邊緣)的位置將容器107下降至溶液103中。如圖所示，每一晶片105包括多個借由切割道111分離的裸片109。位于容器107側邊或底部上的孔洞(未圖示)允許溶液103進入容器107，以致晶片完全浸入于溶液103中，如圖IB所示。于歷經一工藝所須的必要時間后，自浴中將容器107提起，如圖IC所示，并將任何殘留溶液自晶片與容器排出。于一濕式工藝結束后，水平或大約水平的切割道會阻礙液體流動并使液體完全自晶片移除的能力下降。顆粒不易移除，如圖2A所示。當液體移除通過垂直切割道201時， 幾乎未帶走任何顆粒203。當裸片面上的液體阻力小于表面上顆粒的粘著力時，殘留于水平切割道205上的顆粒207會變成棒狀物。即使借由液體移除將顆粒帶至裸片面下端，仍可能于裸片上或于下一水平切割道上變成棒狀物。如上所述，于裸片表面上的顆?？赡軙⑷胗谙乱怀练e膜中，導致裸片失效。水平切割道上也會保有水滴，當晶片干燥時，形成水紋。為改善顆粒與液體的排除，將晶片傾一角度進行滴干，如圖2B所示?？筛纳婆懦隣顩r的晶片方向為最佳滴干位置。由于重力與液體阻力的相助，以一角度進行滴干可降低顆粒變成棒狀物的可能性。此外，由于以一角度重力常數(shù)的拉力，使得水滴不太可能變成棒狀物，因而減少水紋的產生?？山Y合不同角度的切割道，以產生一較大總阻力(overall drag force)，有助移除顆粒，且效果較一組水平切割道更佳。使用有角度的切割道也可改善工藝控制及工藝均一性。隨著結構微縮與蝕刻厚度的下降，借由控制時間以蝕刻正確材料量變得更加重要。如上所述，于水平位置的切割道會保有液滴。若液體為一反應性濕式化學物質，于晶片滴干與傳送至下一工作浴之間的額外時間中，可能數(shù)秒或數(shù)分種，可能導致非預期蝕刻的發(fā)生，而降低工藝控制。當排除狀況獲得改善時，由于移除更多液體，使得極少液體殘留而持續(xù)蝕刻材料。此改善的工藝控制對 0. 13微米或更小尺寸的結構而言顯得更加重要。理想的排除位置也包括相對于溶液浴大約呈垂直的晶片位置。將晶片傾斜會降低幫助排除的重力，然而，某些傾斜可改善最初液體流動。當晶片置放于一晶舟槽時，于槽中晶片會以一非常小的角度傾斜，此傾斜仍維持晶片于一大約垂直的位置。圖3顯示于一晶片上的切割道角度。一容器315承載一具有多個裸片317的晶片 313。裸片317為矩形且借由數(shù)組切割道劃定邊界。角度305代表切割道303與水平301 的夾角。角度309代表切割道307與水平301的夾角。角度311代表切割道之間交叉的角度(例如切割道303與切割道307之間的角度)。角度305與角度309不須要相同。然而， 具有大約45度的角度305與角度309可提供較佳排除及顆粒效果。在不同實施例中，角度 305與角度309大約大于30度，或大約介于30 60度之間，或大約介于35 55度之間。 這些實施例較一組大約水平的切割道可提供明顯的污染改善及提升產率。若使用非矩形裸片，只要借由切割道形成的角度305與角度309相對于水平大約大于30度，則可改善排除的狀況。圖4為根據(jù)本發(fā)明不同實施例所揭示方法的流程圖。提供一晶片，如步驟401。一般來說，晶片具有多條于其上的切割道，以劃分晶片上裸片的邊界。切割道可以直角交叉。 晶片可承載于一容器、晶舟或一晶片托架/載體中。于一特定濕式清洗設備中，可單獨承載晶片。于導入晶片至第一溶液前，可旋轉晶片或將晶片定位至一理想排除位置，如步驟403。 借由與水平之間介于30 60度的切割道形成角度及維持晶片相對于溶液浴的垂直性(例如于其邊緣)，以定義理想排除位置。當?shù)胃扇芤簳r，須維持晶片于定位。將晶片浸入于一第一溶液中，如步驟405。通常下降晶片至第一溶液中。若晶片置于一容器中，則可使用一機械手臂以下降整體容器至一溶液浴中。在某些實施例中，一機械手臂可承載晶片并使晶片下降至溶液中。于浸入晶片至一段工藝所需時間后，自第一溶液中移出晶片，如步驟407。一般來說，自溶液中提起一承載晶片的容器后，溶液會開始自容器與晶片排除。將晶片定位于一理想排除位置，如步驟409。定位位置如上述步驟403所述。此步驟可于溶液自晶片排除時或之前進行。于晶片進行排除后，將晶片傳送至一第二溶液，如步驟411。不同于第一溶液的一第二溶液可用來進一步清洗或蝕刻晶片。將晶片浸入于第二溶液中，如步驟413。之后，自第二溶液中移出晶片，如步驟415。以不同實施例比較本發(fā)明方法的效果。于一氮化硅蝕刻實例中，切割道旋轉45度的晶片的產率(59% )明顯較切割道未旋轉的晶片的產率(42% )與切割道旋轉90度的晶片的產率(38%)改善許多。由于一組切割道仍維持大約水平，因此，切割道旋轉90度并無法改善產率，而是降低產率。根據(jù)一實際缺陷的比較顯示，產生的改善效果大部分來自顆粒數(shù)量的改變。在其他實施例中，以具有高電壓元件的0. 13微米晶片進行測試。于兩不同濕式工藝中(一多晶硅循環(huán)工藝與一輕摻雜(LDD)循環(huán)工藝)，一旋轉晶片的顆粒數(shù)量為一未旋轉晶片顆粒數(shù)量的一半。在其他實施例中，旋轉至一 45度切割道角度的晶片與未旋轉晶片之間出現(xiàn)戲劇性的變化。在一實施例中，于一整批旋轉的晶片中并未檢測到以顆粒為主體的缺陷，然而， 卻可于一批未旋轉的晶片中檢測到平均每片晶片0. 68的數(shù)值。在實施例中，于一濕式剝除工藝后，實施一后續(xù)的濕式清洗步驟，旋轉晶片平均來說其顆粒減少一個數(shù)量級。于一光致抗蝕劑剝除后，具有45度切割道角度的晶片于7個裸片中帶有顆粒，而未旋轉的晶片則于 49個裸片中帶有顆粒。圖5A與圖5B顯示旋轉晶片與未旋轉晶片的晶片顆粒分布圖。于后續(xù)濕式清洗步驟后，旋轉晶片僅于2個裸片中帶有顆粒501，未旋轉晶片則于25個裸片中帶有顆粒503，其所帶顆粒甚至較該批旋轉晶片未進行后續(xù)濕式清洗步驟前還多。根據(jù)此數(shù)據(jù)，有可能在移除一整個濕式清洗工藝的情況下，仍可改善顆粒現(xiàn)象。在另一實施例中，于一光致抗蝕劑保護氧化物清洗后，具有45度切割道角度的晶片于4個裸片中帶有顆粒601，而未旋轉的晶片則于53個裸片中帶有顆粒603，明顯地，旋轉的晶片可獲得一個數(shù)量級的改善，如圖6A與圖6B所顯示的晶片顆粒分布圖。 雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域普通技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視所附的權利要求所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種晶片加工方法，包括提供一晶片，其上具有多條垂直切割道； 浸入該晶片于一第一溶液中； 自該第一溶液中移出該晶片；以及定位該晶片，以使該第一溶液自該晶片排除，并維持該晶片于垂直形式，所述垂直切割道與水平的夾角介于30 60度之間。
2.如權利要求1所述的晶片加工方法，其中于移出該晶片的過程中，維持該晶片于垂直形式，所述垂直切割道與水平的夾角為45度。
3.如權利要求1所述的晶片加工方法，還包括于浸入該晶片之前，旋轉該晶片。
4.如權利要求1所述的晶片加工方法，還包括于浸入該晶片之前，旋轉一包含多個晶片的晶片載體。
5.如權利要求1所述的晶片加工方法，還包括傳送該晶片至一第二溶液；浸入該晶片于該第二溶液中；以及自該第二溶液中移出該晶片，并維持該晶片于垂直形式，所述垂直切割道與水平的夾角介于30 60度之間。
6.如權利要求5所述的晶片加工方法，其中該第二溶液為去離子水。
7.如權利要求1所述的晶片加工方法，還包括干燥該晶片。
8.如權利要求1所述的晶片加工方法，其中該第一溶液為一蝕刻劑、沖洗劑或清潔劑。
9.一種晶片加工方法，包括 提供一晶片，其上具有切割道；定位該晶片，以使無一切割道與水平的夾角小于30度； 垂直浸入經定位的該晶片于一第一溶液中； 自該第一溶液中移出該晶片；以及允許該第一溶液自該晶片排除，并維持該晶片于垂直形式，所述切割道其中之一與水平的夾角未小于30度。
10.如權利要求9所述的晶片加工方法，其中于移出該晶片的過程中，維持該晶片于垂直形式，所述切割道與水平的夾角介于30 60度之間。
11.如權利要求9所述的晶片加工方法，其中該第一溶液為一蝕刻劑、沖洗劑或清潔劑。
12.如權利要求9所述的晶片加工方法，其中該第一溶液包括磷酸、硫酸或氫氟酸。
13.一種晶片加工方法，包括提供多個晶片，其上具有切割道，所述多個晶片承載于一容器中，并予以垂直定位，以使所述切割道與水平的夾角介于35 55度之間；借由下降該容器至一溶液浴中，以浸入該容器于一溶液中； 自該溶液浴中移出該容器；以及自所述多個晶片與該容器排除該溶液。
14.如權利要求13所述的晶片加工方法，其中所述切割道與水平的夾角為45度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種晶片加工方法，于濕式工作臺工藝中，控制切割道方位已發(fā)現(xiàn)當切割道定位成與水平夾角呈45度時可改善產率及減少來自不當排除的顆粒。提供一晶片至濕式工作臺設備，并浸入晶片于一溶液中。當自溶液中移出晶片時，晶片須予以垂直定位，切割道定位成與水平夾角呈45度，增加或減少15度。于進行濕式工作臺工藝之前或于工藝中，可檢查并變換晶片切割道的定位。
文檔編號H01L21/302GK102157364SQ20101021336
公開日2011年8月17日 申請日期2010年6月22日 優(yōu)先權日2010年2月11日
發(fā)明者顏貽棟 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司