專利名稱：晶圓的清洗方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種晶圓的清洗方法及其裝置，特別是涉及一種利用熱去離子水與熱氮氣來去除晶圓上的高分子聚合物(Polymer)的方法及其裝置。
背景技術：
在半導體制程中，在一處理步驟后，通常會在晶圓上留下反應的殘留物。舉例而言，在蝕刻步驟后，常在晶圓上殘留有高分子聚合物等物質。為了避免這些制程殘余物影響后續制程的進行，并防止反應室與其它晶圓受到制程殘余物的污染，目前大都在完成一處理步驟后，對處理后的晶圓進行清洗，藉以移除黏附于晶圓上的制程殘余物，來確保制程可靠度。
目前，晶圓上的高分子聚合物的移除可在奧地利賽思(SEZ)公司所提供的旋轉型機臺上進行。賽思公司的旋轉型機臺可提供自動化單片式化學制程，適用于晶圓正面、背面及邊緣的處理。在賽思公司的旋轉型機臺清洗晶圓上的高分子聚合物時，是在晶圓旋轉的同時，從晶圓上方將清洗溶液施放在晶圓上。通過旋轉所產生的離心力，使清洗溶液布滿整個晶圓而使清洗溶液與殘余物反應，再通過離心力將清洗的反應物從晶圓表面上移除。接著，利用干燥氣體吹拂晶圓的方式，來干燥晶圓，而完成一循環的晶圓清洗。若此時晶圓的潔凈度仍未達制程標準時，可依上述步驟重復清洗晶圓，直至晶圓的潔凈度已達制程標準為止。
發明內容
本發明的目的是提供一種晶圓的清洗方法，用以去除晶圓上的高分子聚合物，其通過在化學溶液清洗晶圓后，利用熱去離子水沖洗殘留于晶圓上的化學溶液與反應物。如此一來，可提升去離子水的清洗效率。
本發明的另一目的是提供一種晶圓的清洗方法，其通過在熱去離子水沖洗晶圓上的化學溶液與反應物后，利用熱氮氣吹拂晶圓來干燥晶圓。因此，可有效縮減干燥晶圓的時間。
本發明的又一目的是提供一種去除晶圓上的高分子聚合物的方法，可在賽思公司所提供的旋轉型機臺上進行。通過熱去離子水的沖洗與熱氮氣的干燥，可大幅縮減晶圓清洗時間，提高制程效率。
本發明的再一目的是提供一種晶圓之清洗裝置，具有加熱器，而可在去離子水進入清洗室前，先行予以加熱。因此，可確實提供具有所需溫度的去離子水來進行晶圓的清洗，而可提高清洗效率。
為了實現本發明的上述目的，提出一種晶圓的清洗方法，適用以在一機臺中去除此晶圓上的多個殘余物。其中，此機臺可為單晶圓處理機臺，此機臺亦可為旋轉型機臺，例如賽思公司所提供的旋轉型機臺。此晶圓的清洗方法至少包括下列步驟首先利用一去離子水對晶圓進行一第一沖洗步驟，以去除附著于晶圓上的微粒。接著，利用一化學溶液對此晶圓進行一第二沖洗步驟，其中此化學溶液可與晶圓上之殘余物反應而將殘余物去除。利用一熱去離子水對晶圓進行一第三沖洗步驟，其中此熱去離子水具有一預設溫度介于35℃至45℃之間。待第三沖洗步驟完成后，利用一熱氮氣進行一干燥步驟，而將晶圓吹干，其中此熱氮氣的溫度介于40℃至60℃之間。
在上述的干燥步驟完成后，為了進一步確保晶圓的潔凈度，可依序重復進行第一沖洗步驟、第二沖洗步驟、第三沖洗步驟、以及干燥步驟至少一次，藉以再次清洗晶圓。
為了實現本發明的上述目的，提出一種晶圓的清洗裝置，至少包括一槽，用以儲放一去離子水；一清洗室，用以清洗多個晶圓；以及一加熱器，其中此加熱器位于上述的槽與清洗室之間，且此加熱器分別與槽與加熱器連接，而此加熱器可使進入清洗室的去離子水的溫度控制在一默認值。
根據本發明的一較佳實施例，加熱器在去離子水尚未進入清洗室之前，先將去離子水的溫度控制在介于35℃至45℃之間。
由于第二沖洗步驟所使用的化學溶液的溫度高于室溫，約為40℃左右，因此利用熱去離子水沖洗晶圓時，可避免化學溶液與其沖洗反應物因溫度降低而固著于晶圓上。如此一來，可迅速且有效去除殘留于晶圓上的化學溶液與其沖洗反應物。再加上，利用熱氮氣吹拂晶圓，可加快晶圓的干燥速度。因此，熱去離子水與熱氮氣的運用可大幅縮減清洗晶圓的時間，提升晶圓清洗的效率，達到增加制程效率的目的。
下面結合附圖，通過對本發明的具體實施方式
詳細描述，將使本發明的技術方案及其他有益效果顯而易見。
附圖中，圖1所示為一般晶圓清洗的流程圖；圖2所示為依照本發明一較佳實施例的一種晶圓清洗的流程圖；圖3所示為依照本發明一較佳實施例的一種晶圓的清洗裝置的示意圖。
具體實施例方式
本發明揭露一種晶圓的清洗方法，其是利用熱去離子水沖洗晶圓上殘留的化學溶液及其反應物，還可利用熱氮氣干燥晶圓。因此，可大幅縮減晶圓清洗時間，提升清洗效率。為了使本發明的敘述更加詳盡與完備，可參照下列描述并配合圖1與圖2的標號。
請參照圖1，其所示為一般晶圓清洗的流程圖。一般，在清洗晶圓以去除晶圓上的高分子聚合物時，首先如同步驟100所述，利用室溫的去離子水沖洗晶圓，而先將沾附于晶圓表面上的微粒沖洗掉。再如同步驟102所述，利用能與高分子聚合物產生反應的化學溶液沖洗晶圓，而將附著于晶圓上的高分子聚合物移除。接著，如同步驟104所述，利用室溫的去離子水沖洗晶圓，藉以將殘留在晶圓上的化學溶液以及化學溶液與高分子聚合物的反應物沖洗掉。此時，即可如同步驟106所述般，利用室溫的氮氣吹拂晶圓，來干燥晶圓。通常，為增加晶圓的潔凈度，依序重復進行步驟100、步驟102、步驟104、以及步驟106一次。
這樣清洗晶圓的八個步驟大約需要230秒的時間，而兩次的步驟104與步驟106，即去離子水沖洗與氮氣干燥步驟，占了其中約100秒的時間。也就是說，步驟104與步驟106所耗費的時間占整個晶圓清洗時間的43.5％左右，占整個晶圓清洗的時間相當大的比例。
由于在半導體制程中，晶圓清洗所需的次數相當多，因此為縮減整體制程時間，本發明提出一種可提高晶圓清洗的效率的方法。
請參照圖2，其所示為依照本發明一較佳實施例的一種晶圓清洗的流程圖，且請一并參照圖3，其中圖3所示為依照本發明一較佳實施例的一種晶圓的清洗裝置的示意圖。首先，如同步驟200所述，將晶圓放入清洗機臺的清洗裝置的清洗室304內，從儲放有去離子水的槽300，將去離子水經由位于槽300與清洗室304的加熱器302輸送至清洗室304，而對晶圓進行第一沖洗步驟，藉以沖洗掉位于晶圓上的微粒。其中，此清洗機臺可為單晶圓處理機臺，且此清洗機臺亦可為旋轉型機臺，例如賽思公司所提供的旋轉機臺。在第一沖洗步驟期間，加熱器302并未對去離子水進行加熱而使去離子水保持在室溫狀態。在清洗機臺旋轉晶圓的同時，去離子水從晶圓上方施加在晶圓的表面上。利用晶圓旋轉時的離心力，可將去離子水散布至其所施放的整個表面，而使去離子水能沖洗此晶圓表面的全部，并將此晶圓表面上的微粒帶走。
接著，如同步驟202所述，在上述清洗機臺的清洗室304內，旋轉晶圓，并同時從晶圓上方施放化學溶液，藉以對晶圓進行第二沖洗步驟。其中，此化學溶液為可與高分子聚合物反應的化學物質，例如酸液，且此化學溶液一般具有高于室溫的溫度。由于晶圓的旋轉，化學溶液可遍布其所施加的晶圓表面的全部。利用化學溶液與高分子聚合物的反應，再加上晶圓旋轉所產生的離心力，可將高分子聚合物從晶圓表面上移除。
待利用化學溶液沖洗并移除高分子聚合物后，如同步驟204所述，利用加熱器302對槽300所傳送來得去離子水加熱，并將去離子水控制在一預設溫度后，于清洗機臺得清洗室304中，在晶圓旋轉的同時，將加熱后得熱去離子水施加于晶圓上方，來沖洗殘留在晶圓上得化學溶液及化學溶液與高分子聚合物的反應物。熱去離子水的溫度較佳是與化學溶液的溫度相近，在本發明中，熱去離子水的溫度可介于35℃至45℃之間。其中，熱去離子水可在去離子水的運輸至清洗室304的路徑的加熱器302中先行預熱至所需溫度并加以儲放，如此一來便不需耗費加熱去離子水的等待時間。由于熱去離子水的溫度接近上一沖洗步驟所使用的化學溶液的溫度，因此可避免晶圓上的化學溶液以及化學溶液與高分子聚合物的反應物，因遇低溫的去離子水而先凝固沉淀進而導致不易沖洗。如此一來，運用熱去離子水可順利且迅速沖掉殘留在晶圓表面上的化學溶液及反應物。
然后，如同步驟206所述，于清洗機臺的清洗室304中，一邊旋轉晶圓，一邊從與清洗室304連接槽306中，將槽306所儲放的熱氮氣注入清洗室304，而利用熱氮氣吹拂晶圓，藉以干燥晶圓。在本發明的一較佳實施例中，熱氮氣的溫度控制在介于40℃至60℃之間。利用溫度略高的熱氮氣，可加快晶圓的干燥速度，有效縮減晶圓的干燥時間。
為了增加晶圓的潔凈程度，可依制程需求，依序重復進行步驟200、步驟202、步驟204、以及步驟206至少一次。在本發明的一較佳實施例中，重復進行步驟200、步驟202、步驟204、以及步驟206兩次，所耗費的時間僅需180秒。與上述一般晶圓清洗制程相較之下，清洗時間從230秒縮減至180秒，可減少約50秒的清洗時間。如此一來，較一般晶圓清洗制程約可提高每小時的晶圓產量(Wafers Per Hour；WPH)28％。
由上述本發明較佳實施例可知，本發明的一優點就是因為本發明利用熱去離子水沖洗殘留于晶圓上的化學溶液與反應物，因此可順利沖掉殘留于晶圓上的化學溶液與反應物，進而達到提升晶圓的清洗效率的目的。
由上述本發明較佳實施例可知，本發明的又一優點就是因為本發明利用熱氮氣吹拂晶圓來干燥晶圓，因此可達到迅速干燥晶圓的目的，大幅縮減干燥晶圓的時間。
由上述本發明較佳實施例可知，本發明的另一優點就是因為本發明可在賽思公司所提供的旋轉型機臺上進行晶圓清洗，再加上熱去離子水的沖洗與熱氮氣的干燥，可大幅縮減晶圓清洗時間，達到改善WPH的目的。
由上述本發明較佳實施例可知，本發明的再一優點就是因為本發明的晶圓清洗裝置，具有加熱器，可在去離子水進入清洗室前，預先對去離子水加熱并予以儲存。因此，可確實提供具有所需溫度的去離子水來進行晶圓的清洗，而達到提高清洗效率的目的。
以上所述，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案和技術構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本發明后附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種晶圓的清洗方法，適用以于一機臺中去除該晶圓上的多個殘余物，該晶圓的清洗方法至少包括以一化學溶液沖洗該晶圓，藉以使該化學溶液與該些殘余物反應；利用一熱去離子水(DIW)沖洗該晶圓，其中該熱去離子水具有一預設溫度；以及進行一干燥步驟。
2.根據權利要求1所述的晶圓的清洗方法，其特征在于，該些殘余物至少包括高分子聚合物(Polymer)。
3.根據權利要求1所述的晶圓的清洗方法，其特征在于，該機臺為一旋轉型機臺。
4.根據權利要求1所述的晶圓的清洗方法，其特征在于，該機臺為一單晶圓處理機臺。
5.根據權利要求1所述的晶圓的清洗方法，其特征在于，該熱去離子水的該預設溫度介于35℃至45℃之間。
6.根據權利要求1所述的晶圓的清洗方法，其特征在于，該干燥步驟至少包括使用一熱氮氣。
7.根據權利要求6所述的晶圓的清洗方法，其特征在于，該熱氮氣的溫度介于40℃至60℃之間。
8.根據權利要求1所述的晶圓的清洗方法，其特征在于，在以該化學溶液沖洗該晶圓的步驟前，還至少包括利用一去離子水沖洗該晶圓的步驟。
9.根據權利要求8所述的晶圓的清洗方法，其特征在于，還至少包括以一預設次數依序重復進行利用該去離子水沖洗該晶圓的步驟、以該化學溶液沖洗該晶圓的步驟、利用該熱去離子水沖洗該晶圓的步驟、以及該干燥步驟。
10.根據權利要求9所述的晶圓的清洗方法，其特征在于，該預設次數為一。
11.一種晶圓之清洗裝置，其特征在于，至少包括一槽，用以儲放一去離子水；一清洗室，用以清洗多個晶圓；以及一加熱器，其中該加熱器位于該槽與該清洗室之間，且該加熱器分別與該槽與該加熱器連接，而該加熱器可使進入該清洗室的該去離子水的溫度控制在介于35℃至45℃之間。
全文摘要
本發明提供一種晶圓的清洗方法及其裝置，用以去除晶圓上的高分子聚合物(Polymer)。此方法是在利用化學溶液清洗晶圓上的高分子聚合物后，先利用熱去離子水(DIW)沖洗晶圓上的殘余物，再利用熱氮氣(N2)來干燥晶圓。
文檔編號H01L21/02GK1527364SQ20031011990
公開日2004年9月8日 申請日期2003年11月21日 優先權日2003年4月29日
發明者陳陪弘, 陳義彬, 藍宏山, 陳俋菱 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司