包括蚀刻装置和清洗装置的干蚀刻机的制作方法

文档序号:3244775阅读:238来源:国知局
专利名称:包括蚀刻装置和清洗装置的干蚀刻机的制作方法
技术领域
本发明涉及包括蚀刻装置和清洗装置的干蚀刻机,更具体地说,涉及 增加了清洗工序以用于金属层蚀刻工艺的、包括蚀刻装置和清洗装置的干 蚀刻机。
背景技术
一般来说,蚀刻工艺是指一种用于去除光刻胶下形成的层以使其与晶 片上形成的光刻胶相适应的工艺。蚀刻晶片的方法包括两种方法,即,湿 蚀刻和干蚀刻。在湿蚀刻中,晶片浸泡在蚀刻液中,然后利用化学反应进 行蚀刻。湿蚀刻的一个优点在于具有极好的选择性和生产率。然而,因为 湿蚀刻是化学蚀刻,晶片上由于等向蚀刻而可能出现底切(undercut)。 因此,利用湿蚀刻很难形成完好的图案。相反地,在干蚀刻中,气体垂直踫撞晶片且由于气体的垂直注入而进 行异向蚀刻。因此,利用干蚀刻就有可能形成完好的图案。另外,由于干 蚀刻中不使用化学溶液,所以能以洁净且安全的方式来完成蚀刻。由于此 原因,近年来干蚀刻已被广泛地应用。但是,因为气体物理踫撞晶片,所 以不可能选择性蚀刻特定的材料。也就是说,干蚀刻具有选择性差的缺陷。 此外,当使用含氯气或氟气的气体作为干蚀刻气体时,蚀刻工艺后晶片上 就形成氯气层或氟气层。各气体层与水蒸汽(H20)相结合,然后生成强 酸盐酸(HC1)或氢氟酸(HF)。结果,晶片上的金属被蚀刻。因此,现有技术 中使用含氯气或氟气的蚀刻气体的干蚀刻机不能用于蚀刻金属层。从而, 现有技术中的干蚀刻机一般只用于蚀刻非金属层。发明内容本发明的一个目的是提供一种增加了清洗工序以用于蚀刻金属层和 非金属层工艺中的干蚀刻机。本发明的目的不限于上文所述,通过以下的说明,本发明的其它目的 对所属技术领域的技术人员来说将是显而易见的。根据本发明的一方面,提供一种干蚀刻机,其包括蚀刻装置,其中注 入蚀刻气体以蚀刻形成于基板上的层,传送经蚀刻装置处理的基板的基板 传送装置,以及清洗经基板传送装置传送的基板的清洗装置。


通过参照附图对优选实施例进行详细说明,本发明的上述及其它特征 和优点将更加显而易见,其中图l为根据本发明一实施例包括蚀刻装置和清洗装置的干蚀刻机的蚀 刻装置的示意图。图2为根据本发明实施例的包括蚀刻装置和清洗装置的干蚀刻机的清 洗装置的透视图;图3是根据本发明实施例的包括蚀刻装置和清洗装置的干蚀刻机的俯 视图;以及图4为根据本发明实施例的包括蚀刻装置和清洗装置的干蚀刻机的基 板传送装置运作的俯视图。
具体实施方式
参照下文对优选实施例及附图的详细说明,可以更容易地理解本发明 及其实现方法的优点和特征。然而,本发明可以有多种不同的方式来实施,
不应解释为仅限于此处所列的实施例。相反地,提供这些实施例是为使本 公开彻底而完全,并向所属技术领域的技术人员充分地传达本发明的思 想,本发明将仅为所附的权利要求所限定。整个说明书中相同的元件标记 表示相同的元件。以下,将参照附图对本发明一优选实施例进行更详细的说明。图1为根据本发明一实施例的包括蚀刻装置和清洗装置的干蚀刻机的蚀刻装置的示意图。图2为根据本发明一实施例的包括蚀刻装置和清洗装 置的干蚀刻机的清洗装置的透视图。根据本发明一实施例的增加了清洗工 序的干蚀刻机可以包括蚀刻装置100,清洗装置200,以及基板传送装置 300。图1所示的蚀刻装置ioo通过使用蚀刻气体在基板上形成的下层上形成图案。蚀刻装置100可以包括蚀刻室110,气体入口 120,扩散板140, 及基板安放单元130。蚀刻室IIO提供用于蚀刻置于蚀刻室110下方基板 安放单元130上的基板W的空间。蚀刻气体从外部通过气体入口 120供 给至蚀刻室110。蚀刻室IIO可以包括出口 150,蚀刻工艺的残留物通过 其排放。蚀刻室110还可以包括扩散板140。扩散板140在蚀刻室110中 将蚀刻室110分隔成上部和下部,扩散板140中形成许多与其表面垂直的 通孔142。由于基板是在蚀刻室110内处理的,所以蚀刻室110的横截面 比基板的面积大。另外,蚀刻室110内可以具有宽大的空间以处理近年来 有所增大的基板。蚀刻室110的下方具有基板安放单元130,其可以包括 用于在蚀刻工艺中将基板固定在基板安放单元130上的机械的或电子的固 定部件。基板安放单元130可以最好包括用于控制电介质极化而产生的静 电力的静电吸附盘,以使基板与电介质表面吸附或分离。气体入口 120用 于将蚀刻气体从外部供给至蚀刻室110。气体入口 120固定在蚀刻室的上 部,以使外部供给的蚀刻气体能供给至蚀刻室110。阳螺纹和阴螺纹、铆 钉、螺母和螺栓、或类似物都可以用于将气体入口 120安装于蚀刻室110。 另外,粘接、用胶带粘合、焊接、或相似的可以为所属技术领域的技术人 员所改进的,也可以用以将气体入口 120安装于蚀刻室110。 图2所示的清洗装置200用于通过使用去离子水去除残留在经蚀刻装 置100处理的基板上的残留物和氯气层。另外,清洗装置200可以包括刀 具单元210, 220和230,框架205,基板安放单元270,及驱动单元240。 刀具单元210, 220和230包括一把或多把在清洗工序中使用的刀,且可 包括淋洗刀210,吸取刀220,及气刀230。淋洗刀210将用于清洗清洗装 置200中的基板的去离子水注射到基板上。淋洗刀210可具有小横截面出 口以便能以足够的漂移速度将去离子水注射到基板上。考虑到残留物和氯 气层的粘附性,淋洗刀出口的形状可以以多种方式来改变,以使去离子水 以足够的漂移速度注射。例如,如图2所示,淋洗刀210的出口端是打开的,去离子水可以通 过打开的出口来供给。或者是,刀的出口是关闭的,出口附近设有许多孔, 这样去离子水可以通过孔来供给。或者,与图2所示的形状不同,淋洗刀 可以设有多个淋洗头(图中未表示),这样去离子水通过淋洗头的孔注射。 例如,如图2所示,淋洗刀210的出口端是打开的,去离子水可以通过打 开的出口来供给。或者是,刀的出口是关闭的,出口附近设有许多孔,这 样去离子水可以通过孔来供给。或者,与图2所示的形状不同,淋洗刀可 以设有多个淋洗头(图中未表示),这样去离子水通过淋洗头的孔注射。当通过淋洗刀注射的去离子水未在基板上滞留且从其上流过时,吸取 刀220可以吸取该去离子水。因此,吸取刀220吸取去离子水的吸取刀的 入口的横截面可以大于淋洗刀210或气刀230的出口的横截面。然而,当 去离子水被完全吸取而不在基板上流动时,刀具单元可以不包括吸取刀或 吸取刀可以不执行吸取工序。气刀230用于干燥注射了去离子水的基板。 因此,如图2所示,若气刀230以预先设定的方向倾斜且注射气体,气刀 230可以在预先设定的方向上通过注射气体而吹动去离子水。另外,若气 刀230在基板上方上倾或下倾,气刀230可以通过注射气体向上或向下吹 动去离子水。而且,如果基板以预定的角度供给时气刀230注射气体,则 基板上的液体或去离子水将在预定的方向上被快速地吹动。因此,其可以 干燥基板。如图2所示,可以在框架205上固定多个刀具。例如,淋洗刀210,
吸取刀220,气刀230可以依次固定在框架205上。但是,由于气刀在俯 视图中以预定的角度倾斜,所以气刀可以倾斜地固定在框架上。另外,考 虑到工序中的速度和刀具间的冲突,刀具最好以预定的间隔固定在框架 上。如图2所示,如果基板停止而框架移动时,就可以移动各刀具210, 220,和230。因此,当被移动时,各个刀具单元可以以各自相应的功能来 运作。例如,淋洗刀210将去离子水注射到基板上以从基板上去除残留物 并从氯气层中去除氯气。而且,当被移动时,吸取刀220可以吸取在基板 上流动的去离子水以去除去离子水。最后,当注射气体以预定的方向吹动 基板上的去离子水时,气刀230可以用气流来干燥基板。驱动单元在水平方向上移动框架205。框架205可以在滑道250或导 轨上移动,框架205可以用电机(图中未表示)或液压活塞(图中未表示) 移动。驱动单元可以应用链条或还可以包括位置传感器(图中未表示)以 精确控制框架的位置。清洗装置200的基板安放单元270的功能与蚀刻装置100的基板安放 单元130相对应。因此,清洗装置200的基板安放单元270可以包括用于 将受清洗装置处理的基板固定到基板安放单元270上的机械或电子固定部 件。另外,基板安放单元270可以设计成可移动的以便移动经清洗装置处 理的基板。图3是根据本发明实施例的包括蚀刻装置和清洗装置的干蚀刻机的俯 视图。基板传送装置300在蚀刻工序后将基板从蚀刻装置100传送到清洗装 置200。例如,如图3所示,基板传送装置300可以包括辊子310和轴320。 换句话说, 一个轴320上安装多个辊子310,旋转轴以使具有相对大直径 的辊子旋转。这样,就能供给基板。基板传送装置300可以包括如图3所 示的多根轴320以将基板从蚀刻装置100供给清洗装置200。安装在每个 轴的末端的各个辊子345可以用产生扭矩的诸如驱动马达的驱动单元330 来驱动旋转。这种情况下,安装在轴末端的辊子345可以用带子340或链条彼此连接起来,可以用一个驱动单元330来驱动旋转,以相同的转速使 轴旋转。基板传送装置300可以包括滑轮(图中未表示)代替与驱动单元相连 接的辊子以以相同的转速使轴旋转。这种情况下,滑轮可以用链条彼此相 连接起来,利用链条来旋转。因此,可以用辊子以恒定的速率将基板传送 至清洗装置。图4为根据本发明实施例的包括蚀刻装置和清洗装置的干蚀刻机的基 板传送装置运作的俯视图。基板传送装置300可以包括索引自动机械臂400。索引自动机械臂400 用手指410拾取基板,将基板传送到所需位置。索引自动机械臂400可以 包括一根或多根牵引杆420和一根或多根轴430。通常,两根牵引杆和两 根轴加上手指就可以用来拾取基板且将基板传送到平面上预定的位置。因 此,使用两根牵引杆和两根轴的索引自动机械臂可以用于将基板从蚀刻装 置传送到相同平面上的清洗装置中。同时,使用两根牵引杆和两根轴的索 引自动机械臂可以被用于将基板从蚀刻装置传送到在不同平面上的清洗 装置里。基于此原因,由于基板可以从空间中的一个位置传送至另一位置, 所以索引自动机械臂可以将基板从蚀刻装置传送至清洗装置。另外,干蚀刻机可以包括导轨(图中未表示),以使索引自动机械臂 可以沿着蚀刻装置和清洗装置之间形成的轨道移动。也就是,索引自动机 械臂可以沿着由导轨形成的轨道移动。这样,就能将基板从蚀刻装置反复 传送至清洗装置。当工序在清洗装置200中延迟或多个基板在蚀刻装置 IOO中处理时,缓冲装置480可以暂时存储基板。因此,缓冲装置480可 以有多级结构以存储多个基板。另外,当缓冲装置480存储多个基板时, 索引自动机械臂400可以从缓冲装置480中选取基板,并将所选的基板传 送至清洗装置200,以使先存储于缓冲装置480中的基板优先从缓冲装置 480中释放出来。基于此原因,如图4所示,当基板传送到清洗装置被延 迟时,索引自动机械臂将基板从蚀刻装置传送至缓冲装置,且暂时存储基 板。
根据本发明实施例应用先进先出方法的干蚀刻机的运作将在下文进 行说明。在蚀刻装置100中,形成于光刻胶下方的下层被去除以与光刻胶的图 案相对应。另外,在蚀刻装置100中,含氯或氟的蚀刻气体通过气体入口 120注入蚀刻室110。因此,由于注入的蚀刻气体,由金属或非金属制成 的下层被蚀刻。例如,蚀刻由金属制成的下层时,氯气层可能遗留在基板 上。氯气层与空气中的蒸汽(H20)结合,然后产生强酸盐酸(HC1)。所生成 的氯化氢酸与附着在基板上的金属层结合,致使蚀刻工序中形成的图案被 腐蚀。因此,电路的缺陷和故障是由形成于基板上的图案被腐蚀而导致的。蚀刻工序后将基板从蚀刻装置100传送至清洗装置200,然后进行清 洗以减小上述腐蚀。基板传送装置300能够应用索引自动机械臂400将处 理过的基板从蚀刻装置100传送至清洗装置200。索引自动机械臂400拾 取处理过的基板,将基板传送至清洗装置200的室或清洗装置200的入口 。 但是,当工序在清洗装置200中被推迟或多个基板在蚀刻装置100中处理 时,处理过的基板被索引自动机械臂400传送到缓冲装置480,且暂时存 储于缓冲装置480中。可选择地,旋转基板传送装置300的辊子以供给基板。对于包括多根 轴320和辊子310的基板传送装置,由于驱动单元330旋转轴,所以安装 在轴上的辊子被旋转。这样,经蚀刻装置100处理的基板可以被传送至清 洗装置200。在清洗装置200中去离子水被注射到传送的基板上。淋洗刀 210执行去离子水的注射。当去离子水被均匀注射到基板上时,形成于基 板上的残留物和滞留在氯气层中的氯与去离子水反应。这样,可以去除残 留物和氯。可以提供充足的去离子水以去除滞留在氯气层中的氯。另外,可以不用淋洗刀210而用淋洗头(图中未表示)提供去离子水。 淋洗头可以包括管出口处的多个通孔,去离子水通过其注入,所以去离子 水径向注入。因此,可以将去离子水均匀注射在基板上。去离子水注射到 基板上后,吸取刀220吸取注射到基板上的去离子水。及时去离子水踫撞 基板并扩散在空气中,吸取刀220也可以去除扩散到空气中去离子水。因 此,如果扩散到空气中的去离子水足够少时,可以不用吸取刀220。气刀 230可以干燥注射了去离子水的基板。气刀230以预定的方向注射空气或 气体以吹动注射到基板上的去离子水。另外,气刀230可以用空气流或气 体流引起的对流和热传导来干燥基板。因此,可以去除滞留在基板上的去 离子水,并可以用气刀干燥基板。清洗装置200可以包括用于在基板上方移动刀具单元的框架205。框 架205包括淋洗刀210,吸取刀220和气刀230。据此,刀具单元安装在 框架205上且框架被移动,以便可以去除异物和滞留在基板上的氯气层。尽管已经结合本发明的具体实施例对本发明进行了说明,然而对于所 属技术领域的技术人员来说,在不背离本发明的范围和精神的情况下做出 各种修改和变化是显而易见的。因此,应当理解,上述实施例并非限定性 的,而完全是说明性的。因为根据本发明实施例的干蚀刻机去除滞留在经 蚀刻工艺处理过的基板上的氯气层,其可以防止基板上形成的图案的腐 蚀。因此,可以在蚀刻工艺中应用该干蚀刻机蚀刻由金属制成的层。本发 明的效果不限于上文所述,所属技术领域的技术人员通过权利要求书将会 清楚地理解本发明的其它效果。
权利要求
1.一种干蚀刻机,包括蚀刻装置和清洗装置,该干蚀刻机包含蚀刻装置,其中注入蚀刻气体以蚀刻形成于基板上的层;基板传送装置,其传送经蚀刻装置处理的基板;以及清洗装置,其清洗经基板传送装置传送的基板。
2. 根据权利要求1所述的干蚀刻机,其特征是蚀刻气体含有氯或氟。
3. 根据权利要求1所述的干蚀刻机,其特征是形成于基板上的层由金 属制成。
4. 根据权利要求1所述的干蚀刻机,其特征是蚀刻装置包含入口,蚀 刻气体通过其注射,以及蚀刻室,其提供用于完成蚀刻工艺的空间,蚀刻 气体从入口注入其中。
5. 根据权利要求4所述的干蚀刻机,其特征是蚀刻装置还包含具有多 个通孔的扩散板,以使通过入口注入的蚀刻气体在蚀刻室里扩散。
6. 根据权利要求1所述的干蚀刻机,其特征是清洗装置包含向传送的 基板上注射去离子水的淋洗刀,和注射气体以干燥传送的基板的气刀。
7. 根据权利要求6所述的干蚀刻机,其特征是清洗装置还包含用以吸 取的吸取刀。
8. 根据权利要求6所述的干蚀刻机,其特征是清洗装置还包含装有淋 洗刀和气刀的框架,该框架在基板上方移动淋洗刀和气刀。
9. 根据权利要求7所述的干蚀刻机,其特征是清洗装置还包含装有淋 洗刀,吸取刀和气刀的框架,框架在基板上方移动淋洗刀,吸取刀和气刀。
10. 根据权利要求1所述的干蚀刻机,其特征是基板传送装置利用安 装在多根轴上的辊子的转动来供给在蚀刻装置中经过处理的基板。
11. 根据权利要求1所述的干蚀刻机,其特征是基板传送装置利用 索引自动机械臂将基板从蚀刻装置传送到清洗装置,该索引自动机械臂包 含拾取基板的手指,支承手指的多根牵引杆,以及旋转牵引杆的轴。
12.根据权利要求1所述的干蚀刻机,其特征是还包含暂时存储经蚀 刻装置处理的基板的缓冲装置。
全文摘要
提供一种包括蚀刻装置和清洗装置的干蚀刻机,更具体地说,提供一种增加了清洗工序以用于金属层蚀刻工艺的、包括蚀刻装置和清洗装置的干蚀刻机。该干蚀刻机包括蚀刻装置,其中注入蚀刻气体以蚀刻形成于基板上的层,传送经蚀刻装置处理的基板的基板传送装置,以及清洗经基板传送装置传送的基板的清洗装置。
文档编号C23F1/08GK101117714SQ20071010209
公开日2008年2月6日 申请日期2007年5月17日 优先权日2006年7月31日
发明者崔载铉 申请人:株式会社细美事
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