专利名称：晶圆的清洗方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种晶圆的清洗方法及其装置，特别是涉及一种利用热去离子水与热氮气来去除晶圆上的高分子聚合物(Polymer)的方法及其装置。
背景技术：
在半导体制程中，在一处理步骤后，通常会在晶圆上留下反应的残留物。举例而言，在蚀刻步骤后，常在晶圆上残留有高分子聚合物等物质。为了避免这些制程残余物影响后续制程的进行，并防止反应室与其它晶圆受到制程残余物的污染，目前大都在完成一处理步骤后，对处理后的晶圆进行清洗，藉以移除黏附于晶圆上的制程残余物，来确保制程可靠度。
目前，晶圆上的高分子聚合物的移除可在奥地利赛思(SEZ)公司所提供的旋转型机台上进行。赛思公司的旋转型机台可提供自动化单片式化学制程，适用于晶圆正面、背面及边缘的处理。在赛思公司的旋转型机台清洗晶圆上的高分子聚合物时，是在晶圆旋转的同时，从晶圆上方将清洗溶液施放在晶圆上。通过旋转所产生的离心力，使清洗溶液布满整个晶圆而使清洗溶液与残余物反应，再通过离心力将清洗的反应物从晶圆表面上移除。接着，利用干燥气体吹拂晶圆的方式，来干燥晶圆，而完成一循环的晶圆清洗。若此时晶圆的洁净度仍未达制程标准时，可依上述步骤重复清洗晶圆，直至晶圆的洁净度已达制程标准为止。
发明内容
本发明的目的是提供一种晶圆的清洗方法，用以去除晶圆上的高分子聚合物，其通过在化学溶液清洗晶圆后，利用热去离子水冲洗残留于晶圆上的化学溶液与反应物。如此一来，可提升去离子水的清洗效率。
本发明的另一目的是提供一种晶圆的清洗方法，其通过在热去离子水冲洗晶圆上的化学溶液与反应物后，利用热氮气吹拂晶圆来干燥晶圆。因此，可有效缩减干燥晶圆的时间。
本发明的又一目的是提供一种去除晶圆上的高分子聚合物的方法，可在赛思公司所提供的旋转型机台上进行。通过热去离子水的冲洗与热氮气的干燥，可大幅缩减晶圆清洗时间，提高制程效率。
本发明的再一目的是提供一种晶圆之清洗装置，具有加热器，而可在去离子水进入清洗室前，先行予以加热。因此，可确实提供具有所需温度的去离子水来进行晶圆的清洗，而可提高清洗效率。
为了实现本发明的上述目的，提出一种晶圆的清洗方法，适用以在一机台中去除此晶圆上的多个残余物。其中，此机台可为单晶圆处理机台，此机台亦可为旋转型机台，例如赛思公司所提供的旋转型机台。此晶圆的清洗方法至少包括下列步骤首先利用一去离子水对晶圆进行一第一冲洗步骤，以去除附着于晶圆上的微粒。接着，利用一化学溶液对此晶圆进行一第二冲洗步骤，其中此化学溶液可与晶圆上之残余物反应而将残余物去除。利用一热去离子水对晶圆进行一第三冲洗步骤，其中此热去离子水具有一预设温度介于35℃至45℃之间。待第三冲洗步骤完成后，利用一热氮气进行一干燥步骤，而将晶圆吹干，其中此热氮气的温度介于40℃至60℃之间。
在上述的干燥步骤完成后，为了进一步确保晶圆的洁净度，可依序重复进行第一冲洗步骤、第二冲洗步骤、第三冲洗步骤、以及干燥步骤至少一次，藉以再次清洗晶圆。
为了实现本发明的上述目的，提出一种晶圆的清洗装置，至少包括一槽，用以储放一去离子水；一清洗室，用以清洗多个晶圆；以及一加热器，其中此加热器位于上述的槽与清洗室之间，且此加热器分别与槽与加热器连接，而此加热器可使进入清洗室的去离子水的温度控制在一默认值。
根据本发明的一较佳实施例，加热器在去离子水尚未进入清洗室之前，先将去离子水的温度控制在介于35℃至45℃之间。
由于第二冲洗步骤所使用的化学溶液的温度高于室温，约为40℃左右，因此利用热去离子水冲洗晶圆时，可避免化学溶液与其冲洗反应物因温度降低而固着于晶圆上。如此一来，可迅速且有效去除残留于晶圆上的化学溶液与其冲洗反应物。再加上，利用热氮气吹拂晶圆，可加快晶圆的干燥速度。因此，热去离子水与热氮气的运用可大幅缩减清洗晶圆的时间，提升晶圆清洗的效率，达到增加制程效率的目的。
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式
详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中，图1所示为一般晶圆清洗的流程图；图2所示为依照本发明一较佳实施例的一种晶圆清洗的流程图；图3所示为依照本发明一较佳实施例的一种晶圆的清洗装置的示意图。
具体实施例方式
本发明揭露一种晶圆的清洗方法，其是利用热去离子水冲洗晶圆上残留的化学溶液及其反应物，还可利用热氮气干燥晶圆。因此，可大幅缩减晶圆清洗时间，提升清洗效率。为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照下列描述并配合图1与图2的标号。
请参照图1，其所示为一般晶圆清洗的流程图。一般，在清洗晶圆以去除晶圆上的高分子聚合物时，首先如同步骤100所述，利用室温的去离子水冲洗晶圆，而先将沾附于晶圆表面上的微粒冲洗掉。再如同步骤102所述，利用能与高分子聚合物产生反应的化学溶液冲洗晶圆，而将附着于晶圆上的高分子聚合物移除。接着，如同步骤104所述，利用室温的去离子水冲洗晶圆，藉以将残留在晶圆上的化学溶液以及化学溶液与高分子聚合物的反应物冲洗掉。此时，即可如同步骤106所述般，利用室温的氮气吹拂晶圆，来干燥晶圆。通常，为增加晶圆的洁净度，依序重复进行步骤100、步骤102、步骤104、以及步骤106一次。
这样清洗晶圆的八个步骤大约需要230秒的时间，而两次的步骤104与步骤106，即去离子水冲洗与氮气干燥步骤，占了其中约100秒的时间。也就是说，步骤104与步骤106所耗费的时间占整个晶圆清洗时间的43.5％左右，占整个晶圆清洗的时间相当大的比例。
由于在半导体制程中，晶圆清洗所需的次数相当多，因此为缩减整体制程时间，本发明提出一种可提高晶圆清洗的效率的方法。
请参照图2，其所示为依照本发明一较佳实施例的一种晶圆清洗的流程图，且请一并参照图3，其中图3所示为依照本发明一较佳实施例的一种晶圆的清洗装置的示意图。首先，如同步骤200所述，将晶圆放入清洗机台的清洗装置的清洗室304内，从储放有去离子水的槽300，将去离子水经由位于槽300与清洗室304的加热器302输送至清洗室304，而对晶圆进行第一冲洗步骤，藉以冲洗掉位于晶圆上的微粒。其中，此清洗机台可为单晶圆处理机台，且此清洗机台亦可为旋转型机台，例如赛思公司所提供的旋转机台。在第一冲洗步骤期间，加热器302并未对去离子水进行加热而使去离子水保持在室温状态。在清洗机台旋转晶圆的同时，去离子水从晶圆上方施加在晶圆的表面上。利用晶圆旋转时的离心力，可将去离子水散布至其所施放的整个表面，而使去离子水能冲洗此晶圆表面的全部，并将此晶圆表面上的微粒带走。
接着，如同步骤202所述，在上述清洗机台的清洗室304内，旋转晶圆，并同时从晶圆上方施放化学溶液，藉以对晶圆进行第二冲洗步骤。其中，此化学溶液为可与高分子聚合物反应的化学物质，例如酸液，且此化学溶液一般具有高于室温的温度。由于晶圆的旋转，化学溶液可遍布其所施加的晶圆表面的全部。利用化学溶液与高分子聚合物的反应，再加上晶圆旋转所产生的离心力，可将高分子聚合物从晶圆表面上移除。
待利用化学溶液冲洗并移除高分子聚合物后，如同步骤204所述，利用加热器302对槽300所传送来得去离子水加热，并将去离子水控制在一预设温度后，于清洗机台得清洗室304中，在晶圆旋转的同时，将加热后得热去离子水施加于晶圆上方，来冲洗残留在晶圆上得化学溶液及化学溶液与高分子聚合物的反应物。热去离子水的温度较佳是与化学溶液的温度相近，在本发明中，热去离子水的温度可介于35℃至45℃之间。其中，热去离子水可在去离子水的运输至清洗室304的路径的加热器302中先行预热至所需温度并加以储放，如此一来便不需耗费加热去离子水的等待时间。由于热去离子水的温度接近上一冲洗步骤所使用的化学溶液的温度，因此可避免晶圆上的化学溶液以及化学溶液与高分子聚合物的反应物，因遇低温的去离子水而先凝固沉淀进而导致不易冲洗。如此一来，运用热去离子水可顺利且迅速冲掉残留在晶圆表面上的化学溶液及反应物。
然后，如同步骤206所述，于清洗机台的清洗室304中，一边旋转晶圆，一边从与清洗室304连接槽306中，将槽306所储放的热氮气注入清洗室304，而利用热氮气吹拂晶圆，藉以干燥晶圆。在本发明的一较佳实施例中，热氮气的温度控制在介于40℃至60℃之间。利用温度略高的热氮气，可加快晶圆的干燥速度，有效缩减晶圆的干燥时间。
为了增加晶圆的洁净程度，可依制程需求，依序重复进行步骤200、步骤202、步骤204、以及步骤206至少一次。在本发明的一较佳实施例中，重复进行步骤200、步骤202、步骤204、以及步骤206两次，所耗费的时间仅需180秒。与上述一般晶圆清洗制程相较之下，清洗时间从230秒缩减至180秒，可减少约50秒的清洗时间。如此一来，较一般晶圆清洗制程约可提高每小时的晶圆产量(Wafers Per Hour；WPH)28％。
由上述本发明较佳实施例可知，本发明的一优点就是因为本发明利用热去离子水冲洗残留于晶圆上的化学溶液与反应物，因此可顺利冲掉残留于晶圆上的化学溶液与反应物，进而达到提升晶圆的清洗效率的目的。
由上述本发明较佳实施例可知，本发明的又一优点就是因为本发明利用热氮气吹拂晶圆来干燥晶圆，因此可达到迅速干燥晶圆的目的，大幅缩减干燥晶圆的时间。
由上述本发明较佳实施例可知，本发明的另一优点就是因为本发明可在赛思公司所提供的旋转型机台上进行晶圆清洗，再加上热去离子水的冲洗与热氮气的干燥，可大幅缩减晶圆清洗时间，达到改善WPH的目的。
由上述本发明较佳实施例可知，本发明的再一优点就是因为本发明的晶圆清洗装置，具有加热器，可在去离子水进入清洗室前，预先对去离子水加热并予以储存。因此，可确实提供具有所需温度的去离子水来进行晶圆的清洗，而达到提高清洗效率的目的。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种晶圆的清洗方法，适用以于一机台中去除该晶圆上的多个残余物，该晶圆的清洗方法至少包括以一化学溶液冲洗该晶圆，藉以使该化学溶液与该些残余物反应；利用一热去离子水(DIW)冲洗该晶圆，其中该热去离子水具有一预设温度；以及进行一干燥步骤。
2.根据权利要求1所述的晶圆的清洗方法，其特征在于，该些残余物至少包括高分子聚合物(Polymer)。
3.根据权利要求1所述的晶圆的清洗方法，其特征在于，该机台为一旋转型机台。
4.根据权利要求1所述的晶圆的清洗方法，其特征在于，该机台为一单晶圆处理机台。
5.根据权利要求1所述的晶圆的清洗方法，其特征在于，该热去离子水的该预设温度介于35℃至45℃之间。
6.根据权利要求1所述的晶圆的清洗方法，其特征在于，该干燥步骤至少包括使用一热氮气。
7.根据权利要求6所述的晶圆的清洗方法，其特征在于，该热氮气的温度介于40℃至60℃之间。
8.根据权利要求1所述的晶圆的清洗方法，其特征在于，在以该化学溶液冲洗该晶圆的步骤前，还至少包括利用一去离子水冲洗该晶圆的步骤。
9.根据权利要求8所述的晶圆的清洗方法，其特征在于，还至少包括以一预设次数依序重复进行利用该去离子水冲洗该晶圆的步骤、以该化学溶液冲洗该晶圆的步骤、利用该热去离子水冲洗该晶圆的步骤、以及该干燥步骤。
10.根据权利要求9所述的晶圆的清洗方法，其特征在于，该预设次数为一。
11.一种晶圆之清洗装置，其特征在于，至少包括一槽，用以储放一去离子水；一清洗室，用以清洗多个晶圆；以及一加热器，其中该加热器位于该槽与该清洗室之间，且该加热器分别与该槽与该加热器连接，而该加热器可使进入该清洗室的该去离子水的温度控制在介于35℃至45℃之间。
全文摘要
本发明提供一种晶圆的清洗方法及其装置，用以去除晶圆上的高分子聚合物(Polymer)。此方法是在利用化学溶液清洗晶圆上的高分子聚合物后，先利用热去离子水(DIW)冲洗晶圆上的残余物，再利用热氮气(N2)来干燥晶圆。
文档编号H01L21/02GK1527364SQ20031011990
公开日2004年9月8日 申请日期2003年11月21日 优先权日2003年4月29日
发明者陈陪弘, 陈义彬, 蓝宏山, 陈俋菱 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司