旋涂器及用该旋涂器清洗衬底的方法技术

本发明专利技术提出一种方法，包括将半导体晶片沿着垂直于所述晶片表面的轴旋转。在旋转所述晶片时，该晶片以振荡式运动方式沿着平行于晶片主表面的方向移动。在旋转及移动所述晶片时，从分别位于该晶片主表面的第１位置和第２位置的第１喷嘴和第２喷嘴同时向该晶片主表面喷射材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体工艺装置。
技术介绍
传统的半导体湿式工作台工艺中的清洗工艺包括将溶剂或水滴喷射至半导体晶 片表面。通过上述液滴撞击晶片表面的颗粒将其除去。随着晶片尺寸增加，撞击力将影响 器件。 具体地说，位于上述晶片的外端的图案受作用于相对较强能量的液滴，相对于晶 片中心部位而更易被破坏。晶片上一个给定点的切线速度与该给定点的径向坐标(极坐 标)成正比，且由切线速度=半径X角速度(弧度/秒)给出。在中心部位，切线速度为 零。对于一个给定的旋转速度，较大的晶片尺寸的导致该晶片圆周附近的切线速度更大。因 为晶片边缘的切线速度随着晶片半径的增加而增加，由于切线速度分量的原因，450mm的晶 片的旋涂工艺受到液滴冲击力的不利影响。 例如，当喷嘴以20m/s的速度垂直地向以26弧度/秒旋转的200mm晶片(半径 100mm)喷射液滴时，圆周部分的切线速度为2.6m/s，且通过毕达哥拉斯(Pythagorean)理 论计算的液滴对于晶片表面的相对速度为V = (202+2. 62) 1/2 = 20. lm/s。这个值与在晶 片中心处的液滴对于晶片的相对速度(20m/s)相差1%之内，其中在晶片中心处的切线速 度为零。因而，对于以26弧度/秒旋转的200mm的晶片来说，液滴撞击晶片不同部位时的 动力学能量变化不予考虑。 对于同样以26弧度/秒旋转的450mm晶片(半径225mm)，圆周处的切线速 度为11.8m/s，液滴对于晶片表面(在同样的垂直喷射速度下)的相对速度为V二 (202+11. 82) 1/2 = 23. 3m/s。因此，在圆周处(23. 3m/s)与在中心处(20m/s)的液滴撞击 速度存在16%的差。这部分所增加的撞击速度赋予在圆周处的液滴高于在中心处的液滴 34 %的动力学能量。结合晶片的旋转速度与液滴速度，液滴在圆周处增加了的这部分动力 学能量可能破坏衬底上所形成的图案(例如多晶硅线图)。
技术实现思路
在一些实施例中，本专利技术提出一种方法，包括以垂直于晶片的主表面的轴旋转半 导体晶片。在旋转晶片时，以振荡式运动沿着与所述主表面相平行的方向移动晶片。在旋 转晶片以及移动晶片时，从位于所述晶片主表面的第l位置和第2位置的第l和第2喷嘴 或孔同时向晶片喷射材料。 在另一些实施例中，本专利技术提出一种方法，包括以垂直于晶片的主表面的轴旋转 半导体晶片。在旋转晶片时，以振荡式运动沿着与所述主表面相平行的方向移动由晶片与 一对喷嘴或孔组成的群的至少一个群。在旋转晶片以及移动晶片或第1以及第2喷嘴或孔 时，从第1和第2喷嘴或孔同时向晶片喷射材料。 在又一些实施例中，本专利技术提出一种系统，包括用于使半导体晶片以垂直于所述4晶片的主表面的轴旋转的旋涂器。在旋转晶片时所述旋涂器可以以振荡式运动沿着与所述 主表面相平行的方向移动晶片。位于两个位置的至少两个喷嘴或孔，用于在所述晶片旋转 以及移动时同时向所述晶片所述主表面的喷射材料。附图说明 图1为具有两个用于喷射液体的喷嘴的可以同时旋转与移动的旋涂主机的示意 图。 图2A至2D示出在振荡式运动中晶片相对于喷嘴的运动路径。 图3为一个例示方法的流程图。 图4A为适用于一个具体实施例的成行排布的多个喷嘴的示意图。 图4B为适用于一个具体实施例的具有多个孔的喷淋头集管的示意图。 图5示出喷嘴的替代位置。具体实施例方式下述实施例应结合相应的被视为整个描述的一部分的图来阅读。除非特别说明， 涉及附件、联接器及类似的术语，例如连接和互连指一种关系，其中，部件彼此之间或 直接地或通过中间部件以及均可移动的或固定的附件或关联而间接地固定或贴附。 在下述中，在描述方向和坐标时通常按照极坐标系统，该系统中的径向向量gr示于图l和图2D，切向向量Se示于图2D，垂直向量Z示于图1。在该极坐标系统中，术语上 方和下方指Z方向的位移。术语正上方和正下方指仅仅包括本地坐标系的Z方 向分量的位移，而不包括径向或切向分量。该极坐标系是一个本地坐标系，且所述装置可以 被指向球坐标系统的任一方向。 图1为装置100以及用于改进半导体晶片110的旋涂-喷射清洗工艺或湿法蚀刻 工艺的方法的示意图。装置100包括在晶片喷射_旋涂系统上的第1和第2喷嘴120 (以 及可选的，第3喷嘴120或更多附加喷嘴)。上述附加喷嘴120，提高了清洗或蚀刻溶液在 大直径(例如450mm)晶片表面的驱动力的一致性。对于大直径晶片110，晶片边缘的切线 速度高于中心附近的切线速度。这可以导致喷射向晶片边缘与中心之间的滴至晶片表面的 溶剂之间的相对速度的相当大的差别，进而导致撞击流体液滴的动力学能量的相当大的差 别。增加所述第2喷嘴120可以抵偿主喷嘴120覆盖晶片面积的能力的局限性并平滑速度 间距喷雾分布。 系统100包括旋涂器102，该旋涂器用于以垂直于晶片主表面110m的轴112旋转 半导体晶片110。该旋涂器102可以在旋转晶片的同时，以振荡式运动的方式将晶片110沿 着平行于主表面110m的方向140移动。振荡式运动相对于喷嘴120移动晶片110，使得喷 射所撞击的晶片110的主表面上的位置的径向极坐标由处于晶片110的中心处C或其附近 变化至晶片圆周处或附近。 在一些具体实施例中，振荡式运动的方式是使晶片110的中心C沿椭圆形路径 P (示于图2A至2D)进行，而晶片圆周处于椭圆形包络线E之内。椭圆形路径P具有长轴A 和短轴B。 对于半径为R的晶片，在一些实施例中，中心点C的椭圆形路径P具有长轴A，且51. 886R《A《2R(2R等于晶片的直径)，以及短轴B，且0. 22R《B《R。 在其他实施例中，振荡式运动可能具有不同类型的运动路径。例如，在一些实施例中，A = B，因而该中心点C的路径为圆。 在其他实施例(未示出)中，所述振荡式运动可以沿着某一线段做直线往复运动。例如，给定沿一条线段排列的多个喷嘴120，所述振荡式运动沿着处于包含喷嘴的线段的下方(在Z轴方向)并平行于该线段的线段做直线往复运动。在其他的实施例中，振荡式运动可以沿着处于包含喷嘴的线段的下方并垂直于该线段的线段做直线往复运动。 除了可以振荡式运动，系统100具有至少2个喷嘴120或孔，以用于在旋转并移动晶片110时同时在2个位置上向晶片110的主表面喷射材料130。在一些实施例中，所述至少2个喷嘴120或孔排列于同一方向，因而所述至少2个喷嘴120或孔的纵轴122彼此平行。在一些实施例中，液体130垂直喷射向晶片表面，因此该液体的速度向量只有Z分量，而没有径向分量和切向分量。在其他的实施例中，喷嘴或孔可以被设置以便使从喷嘴或孔喷射的液体具有切向和/或径向速度分量。在一些实施例中，喷射液体散开，导致其越过喷嘴或孔的表面的速度向量不一致。 为简洁起见，在余下的图1-3和图5的讨论中，术语喷嘴指喷嘴或孔。本领域 普通技术人员可以理解，在下述图1-3和图5中的讨论可以同样的应用于喷嘴和孔。 优选地，所述的至少两个喷嘴120之间所间隔的距离D足够使从第1喷嘴120所 喷射的喷雾和从第2喷嘴所喷射的喷雾不重叠。因此，在任何给定时间，由所述至少2个喷 嘴向晶片110的主表面上的两个独立区域分配液体。在其他实施例中，在两个喷雾130之 间存在一个相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：沿垂直于晶片的主表面的轴旋转半导体晶片；在旋转晶片时，以振荡式运动沿着与所述主表面平行的方向移动晶片；和在旋转和移动晶片的同时，从分别位于所述晶片主表面的第１位置和第２位置的第１和第２喷嘴或孔同时向晶片喷射材料。

【技术特征摘要】
US 2008-12-31 12/347,433一种方法，包括沿垂直于晶片的主表面的轴旋转半导体晶片；在旋转晶片时，以振荡式运动沿着与所述主表面平行的方向移动晶片；和在旋转和移动晶片的同时，从分别位于所述晶片主表面的第1位置和第2位置的第1和第2喷嘴或孔同时向晶片喷射材料。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述的材料为清洗溶剂。3. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述的振荡式运动沿着椭圆形路径运动，所述第1喷嘴和第2喷嘴沿所述椭圆形路径的轴基本上位于所述晶片的一部分的正上方或正下方。4. 根据权利要求3所述的方法，其中，所述的第1喷嘴或孔和所述的第2喷嘴或孔沿所述椭圆形路径的短轴基本上位于晶片的一部分的正上方或正下方。5. 根据权利要求3所述的方法，其中，所述的第1喷嘴或孔基本上位于所述椭圆形路径的中心的正上方或正下方，所述的第2喷嘴或孔基本上位于所述椭圆形路径的正上方或正下方，或位于距离椭圆形路径的正上方或正下方0. 14*R的位置处，所述R为晶片的半径。6. 根据权利要求3所述的方法，其中，所述的椭圆形路径的长轴约等于所述晶片的直径，所述的椭圆形路径的短轴约等于所述晶片的半径。7. 根据权利要求l所述的方法，其中，振荡式运动沿着椭圆形路径运动；所述椭圆形路径的长轴约等于所述晶片的直径，所述的椭圆形路径的短轴约等于所述晶片的半径；所述的第1喷嘴或孔和所述的第2喷嘴或孔沿所述椭圆形路径的短轴位于晶片的一部分的正上方或正下方；禾口所述的第1喷嘴和第2喷嘴之间间隔的距...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐子正，杨棋铭，陈其贤，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]