专利名称：清洗和干燥晶片的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在旋转晶片时清洗和干燥晶片的装置及方法。
背景技术：
在制造半导体器件时，反复进行沉积绝缘和金属层、蚀刻、涂敷光刻胶、显影和去除光阻(asher)以得到精细图案。通过使用去离子水(DI水)或化学品的湿法清洗工艺来除去各个工艺中所产生的杂质，这被称为湿法清洗工艺。
通过将液体化学品或者DI水注入至晶片上来进行这些涂敷光刻胶、显影以及清洗工艺。典型的干燥和清洗装置使用只能处理一片晶片的晶片卡盘卡住晶片。当使用电动机来旋转晶片时，化学品或DI水从晶片的上方经由注入嘴流出。这样，由于晶片的旋转动力，该化学品或DI水流经晶片的整个表面从而进行处理工艺。
单一型晶片清洗和干燥装置使用DI水冲洗晶片，然后使用氮气干燥晶片。
但是，随着最近发展更大晶片和在晶片上形成更精细图案的趋势，在冲洗工艺中使用的DI水往往不能被彻底干燥或者没有被干燥。
发明内容
本发明的特征是提供一种清洗和干燥晶片的方法及装置，其使用马兰戈尼(Marangoni)型干燥方法以提高干燥效率。
本发明的另一个特征是提供一种清洗和干燥晶片的方法及装置以缩短清洗(冲洗)和干燥时间。
为了实现这些特征，本发明提供一种晶片处理装置。该装置包括旋转头、注入组件以及移动组件，该旋转头用于保持晶片的待处理表面朝上并旋转晶片，该注入组件具有构造得用于将流体注入至放置在旋转头上的晶片待处理表面以清洗和干燥该晶片的喷嘴，该移动组件用于将注入组件的喷嘴从晶片中心移动至其边缘。喷嘴具有第一和第二注入口，它们被构造得用于注入不同的流体并布置在喷嘴移动方向上或邻近于该移动方向的线上。
在一些实施例中，通过移动组件沿着直线将喷嘴从晶片中心移动至其边缘。第一和第二注入口呈线性地布置在喷嘴的移动直线上。
在一些实施例中，喷嘴旋转着从晶片中心向其边缘移动。第一和第二注入口呈线形地布置在喷嘴的旋转移动线上。
在一些实施例中，该装置还包括用于向第一和第二注入口供给流体的流体供给组件。当第一或第二注入口位于晶片中心时，流体供给组件供给流体。
在一些实施例中，当第一和第二注入口依次经过晶片中心时，注入组件向晶片边缘移动。第一注入口注入用于清洗晶片的第一流体，第二注入口注入用于干燥晶片的第二流体。
在一些实施例中，第一流体可以是去离子水(DIW)或是包含异丙醇(IPA)的DIW混合溶液，第二流体可以是氮气或是包含氮气的混合气体。
在一些实施例中，喷嘴还包括至少一个安装在第一和第二注入口之间的第三注入口。当第一、第三和第二注入口依次经过晶片中心时，注入组件向晶片边缘移动。
在一些实施例中，第一注入口注入用于清洗晶片的第一流体，第三注入口注入对晶片起一次干燥作用的第二流体，第二注入口注入对晶片起二次干燥作用的第三流体。
为了实现这些特征，本发明提供在具有注入组件的装置中清洗和干燥晶片的方法，该注入组件具有呈线形地布置在喷嘴移动方向上以注入不同流体的注入口。该方法包括在固定晶片时旋转晶片并在注入组件从晶片中心向其边缘移动时将流体注入至晶片表面上。流体的注入包括当第一注入口从晶片中心向其边缘移动时将用于清洗的第一流体注入至晶片表面和当第二注入口跟随第一注入口移动时注入用于干燥已清洗过的晶片表面的第二流体。
在一些实施例中，该方法还包括当第三注入口跟随第二注入口移动时注入对已经一次干燥过的晶片表面起二次干燥作用的第三流体。
图1是按照本发明的晶片处理装置的侧视图。
图2是按照本发明的晶片处理装置的俯视图。
图3A至图3D是用于解释按照本发明的注入组件的直线移动方式的图。
图4至图7是用于解释按照本发明的晶片清洗和干燥方法的图。
图8至图10是用于解释改进了的、注入组件的注入口的图。
图11是通过将IPA蒸汽供给至位于图8所示状态的晶片上部以清洗和干燥晶片的图。
具体实施例方式
下面参照附图来更充分地说明本发明，这些附图显示了本发明的优选实施例。但是，本发明可以以不同的方式来实施，而不应该将其理解为受这里所说明的实施例所限。相反，提供这些实施例是为了让本公开的内容详细完整，并将本发明的范围充分地传达给本领域的技术人员。全文中，相似的附图标记表示相似的部件。
如图1所示，晶片清洗和干燥装置100具有在其上放置晶片的旋转头110。旋转轴112连接至旋转头110底部以支撑旋转头110并传送旋转动力。旋转电动机114连接至旋转轴112以提供旋转动力。
在旋转头110的周围安装捕捉杯120。在清洗和干燥晶片W时，捕捉杯120防止已提供至晶片W的液体被甩出。这样，外部装置或者邻近区域就不会被污染。
尽管此图中没有显示出来，捕捉杯120和旋转头110构造得可以相对上下移动。当它们相对上下移动时，将晶片放入捕捉杯120中或者将已处理过的晶片从捕捉杯120中取出。
注入组件130安装在旋转头110上方以将清洗(或冲洗)溶液和干燥气体注入至晶体表面上。当从晶片中心c向其边缘移动时，注入组件130的喷嘴132将清洗(或冲洗)溶液和干燥气体注入至晶片W的待处理表面。注入组件130连接至移动组件140的臂142以移动该注入组件130。
移动组件140包括驱动电动机146、从驱动电动机146获取旋转动力的支撑轴144以及安装在支撑轴144上的臂142。注入组件130安装在臂142的末端。驱动电动机146根据用于控制晶片清洗和干燥工艺进程的控制单元180的控制信号来工作。
注入组件130的喷嘴132包括被构造得用于注入不同流体的第一注入口134a、第二注入口134b和第三注入口134c。这些注入口呈线形地布置在注入组件130的移动方向上或者邻近于该移动方向的线上。在这个实施例中，注入组件130在支撑轴144上旋转移动。注入口134a、134b和134c呈线形地布置在与经过晶片中心c的旋转运动具有相同半径的线a上。如果注入组件130不是旋转而是沿着直线移动，则这些注入口呈线性地布置在经过晶片中心的线b上，如图3所示。注入组件130可以有多种直线移动方式。如图3A和图3B所示，注入组件130通过移动组件的臂142直线移动。如图3C和图3D所示，整个移动组件140沿着传送轨道148直线移动。
用于清洗(冲洗)晶片的DIW供给部件162连接至第一注入口134a，用于干燥晶片的氮气供给部件164连接至第二注入口134b。用于对晶片起二次干燥作用的高温氮气供给部件166连接至第三注入口134c。为了在干燥晶片时获得马兰戈尼效应，可以分别向第一和第二注入口提供包含IPA蒸汽的DIW混合溶液和包含IPA蒸汽的氮气混合气体。
图8至图10显示的是改进了的注入组件的注入口。在图8中，显示了包括DIW注入口和氮气注入口的注入组件130a。在图9中，显示了包括用于含有IPA蒸汽的DIW混合溶液的注入口和氮气注入口的注入组件130b。在图10中，显示了包括DIW注入口和用于含有IPA蒸汽的氮气混合气体的注入口的注入组件130c。
在图11中，显示了在通过将IPA蒸汽供给至整个晶片上部而形成的IPA蒸汽气氛下清洗和干燥晶片的例子。
如上所述，注入口的数量或者供给至注入口的流体种类可以随着清洗和干燥晶片的方法而改变。同样，注入口之间的间隔也可随之变化。
图4至图7显示了使用注入组件清洗和干燥晶片的步骤。
如果将晶片W放置在旋转头110上，则该晶片借助于真空而被固定住并随后进行转动。通过移动组件140将注入组件130的第一注入口134a定位于晶片的中心。用于清洗晶片的去离子水(DIW)从第一注入口134a注入。如果在第一注入口134a处开始清洗晶片，则移动组件140缓慢地将注入组件130从晶片中心向其边缘传送。如果第二注入口134b位于晶片中心，则用于干燥晶片的氮气从第二注入口134b注入(见图5)。如果第三注入口134c位于晶片中心，则对晶片起二次干燥作用的高温氮气从第三注入口134c注入(见图6)。
在从晶片中心向其边缘移动的同时，基片清洗和干燥装置100的注入组件130清洗并干燥晶片。注意，注入组件130的注入口依次布置(根据工艺，即，清洗-一次干燥-二次干燥)在它们经过晶片中心的路径上，当它们依次经过晶片中心时，将流体从注入口注入。
在本发明中，上述晶片包括用于标线的基片、用于液晶显示器的基片和用于等离子体显示器的基片等显示器基片、用于硬盘的基片以及用于半导体器件等电子器件的晶片。
如上所述，同时清洗和干燥晶片从而缩短了整个工艺时间。其优点在于，减少了晶片的干燥缺陷。具体地说，晶片的整个表面被充分干燥而不产生水印。
显而易见，对于本领域的技术人员来说，可根据上面所公开的内容对本发明进行其它的修改和改变。因此，尽管在这里只具体解释了本发明的特定实施例，但很显然，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可以进行许多修改。
权利要求
1.一种清洗和干燥晶片的装置，包括旋转头，用于保持晶片待处理表面朝上并旋转晶片；具有喷嘴的注入组件，该喷嘴构造得用于向放在旋转头上的晶片待处理表面注入流体以清洗和干燥晶片；以及移动组件，用于将注入组件的喷嘴从晶片中心移动至其边缘，其中，喷嘴具有第一和第二注入口，它们被构造得用于注入不同流体并布置在喷嘴移动方向上或者邻近于该移动方向的线上。
2.如权利要求1所述的装置，其中，通过移动组件沿着直线将喷嘴从晶片中心移动至其边缘；且第一和第二注入口呈线性地布置在喷嘴的移动直线上。
3.如权利要求1所述的装置，其中，喷嘴旋转着从晶片中心向其边缘移动；且第一和第二注入口呈线形地布置在喷嘴的旋转移动线上。
4.如权利要求1所述的装置，还包括用于向第一和第二注入口供给流体的流体供给组件，当第一和第二注入口位于晶片中心时，该流体供给组件供给流体。
5.如权利要求1所述的装置，其中，当第一和第二注入口依次经过晶片中心时，注入组件向晶片边缘移动；且第一注入口注入用于清洗晶片的第一流体，第二注入口注入用于干燥晶片的第二流体。
6.如权利要求5所述的装置，其中，第一流体是去离子水或者包含异丙醇的去离子水混合溶液，第二流体是氮气或者包含氮气的混合气体。
7.如权利要求1所述的装置，其中，喷嘴还包括至少一个安装在第一和第二注入口之间的第三注入口；且当第一、第三和第二注入口顺序经过晶片中心时，注入组件向晶片边缘移动。
8.如权利要求7所述的装置，其中，第一注入口注入用于清洗晶片的第一流体，该第一流体是去离子水或者包含异丙醇的去离子水混合溶液；第三注入口注入对晶片起一次干燥作用的第二流体，该第二流体是高温氮气；且第二注入口注入对晶片起二次干燥作用的第三流体，该第三流体是氮气或者包含异丙醇的氮气混合气体。
9.一种在具有注入组件的装置中清洗和干燥晶片的方法，该注入组件具有呈线形地布置在喷嘴移动方向上以注入不同流体的注入口，该方法包括以下步骤固定晶片的同时旋转晶片；以及当注入组件从晶片中心向其边缘移动时，将流体注入至晶片表面上，其中，流体的注入包括当第一注入口从晶片中心向其边缘移动时，将用于清洗的第一流体注入至晶片表面；以及当第二注入口跟随第一注入口移动时，注入用于干燥已清洗过的晶片表面的第二流体。
10.如权利要求9所述的方法，其中，第一流体是去离子水或者包含异丙醇的去离子水混合溶液，第二流体是氮气或者包含氮气的混合气体。
11.如权利要求9所述的方法，还包括当第三注入口跟随第二注入口移动时，注入对已经一次干燥过的晶片表面起二次干燥作用的第三流体。
12.如权利要求11所述的方法，其中，第一流体是去离子水或者包含异丙醇的去离子水混合溶液；第二流体是氮气或者包含异丙醇的氮气混合气体；且第三流体是高温氮气。
全文摘要
本发明涉及一种清洗和干燥晶片的方法及装置。该装置包括具有第一和第二注入口的注入组件，该第一和第二注入口构造得用于注入不同的流体并布置在喷嘴移动方向上或者邻近于该移动方向的线上。该注入组件沿着直线从晶片中心向其边缘移动，且第一和第二注入口呈线形地布置在喷嘴的移动线上。
文档编号H01L21/304GK1838385SQ20051005640
公开日2006年9月27日 申请日期2005年3月21日 优先权日2005年3月21日
发明者金元培, 韩在善, 裴正龙, 赵重根 申请人:细美事有限公司