专利名称：基片处理装置和方法
技术领域：
本发明涉及处理基片的装置和方法，具体地说，涉及一种蚀刻基片的顶部边缘和底部的装置和方法。
背景技术：
在半导体加工工艺中，要向用作半导体基片的晶片上沉积很多层，比如多晶硅、氧化物、氮化物和金属。在层上涂覆光刻胶层。将使用曝光工艺画在光掩模上的图案转印到光刻胶层。进行蚀刻工艺以在晶片上形成所需的图案。在进行上述工艺的晶片顶部边缘或者底部上残留有杂质，比如各种层或光刻胶。如果移动被固定着的晶片的边缘，杂质会从晶片脱离而分散。分散的物质污染装置，且在后续工艺中成为粒子。因此，需要一个蚀刻晶片边缘的工艺。
现有技术中，在晶片加工有图案的表面上，使用保护剂或者掩模保护待蚀刻晶片边缘以外的部分(下文中，将这部分称为“非蚀刻部分”)，然后将其浸入到充满蚀刻剂的池中以蚀刻晶片边缘。在湿法蚀刻中，蚀刻速率较高，但是，因为湿法蚀刻是各向同性蚀刻，所以层在晶片非蚀刻部分与晶片边缘的边界部位处倾斜从而降低了产量。此外，上述方法包括使用保护剂或者掩模来保护加工有图案的部分，以及再去除它们，这会导致长的工作时间并消耗大量蚀刻剂。
发明内容
本发明的示例性实施例涉及基片处理装置和方法，该装置和方法高速蚀刻基片的顶部边缘和底部，并能防止由于湿法蚀刻是各向同性蚀刻而导致的产量降低。在示例性实施例中，该基片处理装置包括基片支撑部件、湿法蚀刻部件和干法蚀刻部件。基片支撑部件具有可旋转的支撑盘和从支撑盘的顶面突起以支撑基片离开支撑盘顶面的支撑销。湿法蚀刻部件向放置在支撑销上的基片与支撑盘之间的空间提供蚀刻剂以进行蚀刻，干法蚀刻部件向放置在支撑销上的基片顶部边缘提供等离子体以进行蚀刻。
在一些实施例中，干法蚀刻部件具有等离子体枪、枪移动部件和气体供给部件。等离子体枪能使内部供给的气体被激发为等离子态，并将生成的等离子体注入至基片的边缘。枪移动部件可以垂直或水平地移动等离子体枪。气体供给部件向等离子体枪提供气体。气体供给部件包括构造得用于在蚀刻工艺中向等离子体枪提供蚀刻气体的第一供给管和构造得用于在蚀刻工艺完成之后向基片上提供氧气的第二供给管。
在一些实施例中，湿法蚀刻部件具有化学品流程和化学品供给管，该化学品流程加工在支撑盘中、用作向上述空间提供蚀刻剂的流程，该化学品供给管与化学品供给部件和化学品流程相连以向化学品流程提供蚀刻剂。
在一些实施例中，基片处理装置还包括用于防止蚀刻中使用的流体流入基片顶面上非蚀刻部分的保护部件，所述非蚀刻部分是不要蚀刻的部分。保护部件具有可以被盖移动部件垂直或者水平移动的护盖。等离子体枪可以与护盖相连。护盖具有突起和底，该突起形成得对应于基片非蚀刻部分与边缘的边界部位，该底具有构造得用于向上述突起注入氮气或者惰性气体的供给孔。
在一些实施例中，可以同时进行使用干法蚀刻部件的蚀刻和使用湿法蚀刻部件的蚀刻。或者，使用干法蚀刻部件的蚀刻跟在使用湿法蚀刻部件的蚀刻之后。干法蚀刻部件可以调整在基片边缘与非蚀刻部分的边界部位处所蚀刻的层的倾斜。可以用湿法蚀刻部件蚀刻基片的顶部边缘和底部，用干法蚀刻部件蚀刻邻近基片边缘与非蚀刻部分的边界部位的部分。
在一些实施例中，等离子体枪具有主体和电极部件。主体由介电材料制成，在其中加工气体流入空间。电极部件包括插入主体的气体流入空间中的第一电极和安装得覆盖至少一部分主体外侧壁的第二电极。通过能量源，将能量施加给第一和第二电极。能量源可以是微波或高频能量。第一电极可以由钨制成，第二电极可以由铜制成。此外，第二电极可以是线圈型电极或者板型电极。
在一些实施例中，至少一部分主体被由介电材料制成的介电物质所覆盖。介电物质可以独立于第一电极形成，然后安装它以覆盖第一电极。或者，通过在第一电极上涂敷介电材料来形成介电物质。介电物质可以设置成覆盖整个第一电极或者部分地覆盖第一电极的末端。
在一些实施例中，在主体中直线加工气体流入空间，第一电极是直线安装在气体流入空间的空间中心的棒状电极。等离子体枪还包括安装得覆盖住第二电极的罩。由于这个罩，第二电极没有暴露在外面。该罩可以由特氟隆制成。等离子体枪还包括至少一个安装在主体空间中以固定第一电极的电极夹。
在一些实施例中，基片处理装置还包括磁铁，用于在主体中生成的等离子体的移动路径上建立磁场，以向等离子体提供加速力。磁铁安装得覆盖住第二电极下面的主体外侧壁。或者，磁铁安装在支撑部件处。磁铁可以是永久磁铁。
在示例性的实施例中，基片处理方法包括在支撑销上放置基片以使其与支撑盘隔开；向支撑盘与基片底部之间提供蚀刻剂以及向基片顶部边缘提供用于蚀刻的等离子体。使用蚀刻剂蚀刻基片的底部，使用等离子体或者等离子体和蚀刻剂来蚀刻基片的顶部边缘。
在一些实施例中，在提供蚀刻剂和等离子体之后，基片处理方法还可以包括使用清洗溶液来清洗基片；旋转支撑盘以干燥基片并且同时向基片提供氧等离子体。这样，当由氧等离子体干燥基片时，二次除去残留在基片上的杂质并在基片上形成钝化膜。
在一些实施例中，将基片放置在支撑销上之后，基片处理方法还包括保护基片顶面上的非蚀刻部分。保护非蚀刻部分可以包括将护盖移动至基片上；以及从加工在护盖底上的注入口注入氮气和惰性气体。该护盖具有形成得对应于基片非蚀刻部分与边缘的边界部位的突起。
图1是按照本发明的基片处理装置的立体图。
图2是从底部观察图1中所示的护盖的立体图。
图3是护盖和盖移动部件的正视图。
图4显示带有等离子体枪的湿法蚀刻部件。
图5显示干法蚀刻部件。
图6是顶部敞开的护盖的顶视图。
图7显示同时进行的干法蚀刻和湿法蚀刻。
图8显示当使用按照本发明的装置只进行湿法蚀刻以及同时进行湿法蚀刻和干法蚀刻时层的状态。
图9是显示修改的按照本发明的基片处理装置的立体图。
图10和图11分别是显示等离子体枪的其他例子的立体图和剖视图。
图12是等离子体枪的剖视图，显示了修改的第二电极。
图13是等离子体枪的剖视图，显示了修改的介电物质。
图14是图11中所示的电极夹的顶视图。
图15是显示图14中所示电极夹的另一个例子的顶视图。
图16和图17分别是带有磁铁的等离子体枪的立体图和剖视图。
图18显示安装在支撑盘处的磁铁。
图19是解释按照本发明的基片处理方法的流程图。
具体实施例方式
下面将参照显示本发明优选实施例的附图对本发明进行更加完整的描述。但是，本发明能以不同方式实施，不受此处说明的实施例所限。相反地，提供这些实施例的目的是使本公开详尽完整，并能够将本发明的范围完整地介绍给本领域的技术人员。图中，为了清晰起见，放大了层的高度和各个区域。
在本发明实施例中，晶片(图8的20)的顶面(图8的24)表示晶片的两个表面中加工有图案的一面，底面(图8的22)表示另一面。以下，顶面的待蚀刻部分被称为“边缘”(图8的24a)，其不要蚀刻的部分被称为“非蚀刻部分(图8的24b)”。
图1是按照本发明的基片处理装置1的立体图。装置1蚀刻并清洗半导体基片比如晶片的边缘24a和底面22。
如图1图示，装置1包括基片支撑部件200、保护部件300、湿法蚀刻部件400、干法蚀刻部件500以及清洗溶液供给部件700。在处理过程中，基片支撑部件200支撑晶片20。保护部件300防止在蚀刻中使用的流体流入晶片20的非蚀刻部分24b。湿法蚀刻部件400提供蚀刻剂以蚀刻晶片20的边缘24a和底面22，干法蚀刻部件500向晶片20的边缘24a与非蚀刻部分24b的边界部位提供等离子体以蚀刻该边界部位。清洗溶液供给部件700向蚀刻完的晶片20提供清洗溶液以清洗它。
基片支撑部件200设置于基座10上，包括具有圆形顶面的支撑盘220。支撑盘220的顶面具有与晶片20相近的半径。在支撑盘220的顶面上装有多个向上突起的支撑销222。晶片20放置在支撑销222上以在处理过程中与支撑盘220的顶面隔开。由于上述结构，在底面22与支撑盘220之间形成空间(图4的30)。蚀刻中使用的流体可以流入该空间以蚀刻底面22。在支撑盘220的边缘有多个调准销224以将放置在支撑销222上的晶片20调到适当位置。在处理过程中，由于调准销224，晶片20不会脱离支撑盘220。支撑杆(图4的240)连接至支撑盘220的底部以支撑该支撑盘220。诸如电动机260之类的驱动部件连接至支撑杆240，以在处理过程中旋转晶片20。设置圆筒状的碗100以包围基片支撑部件200。碗100具有敞开的顶，其防止处理过程中使用的化学品溅到外面。
保护部件300有护盖320和盖移动部件340。在处理过程中，护盖320面对晶片20并与顶面24隔开，以保护晶片20的非蚀刻部分24b。盖移动部件340垂直或者水平地移动护盖320。
如图2图示，护盖320有顶板322、底板324和圆筒状的侧壁326。底板324有水平部分324a和倾斜部分324b。水平部分324a水平设置在底板324的中央，倾斜部分324b以预定的角度从水平部分324a向下倾斜。在倾斜部分324b的末端形成向下突起的环形边界部分324c。边界部分324c的形状对应于晶片20的非蚀刻部分24b与边缘24a的边界部位。在边界部分324c的外侧形成高于边界部分324c的导向部324d。由于上述结构，在蚀刻工艺中，提供被晶片20的非蚀刻部分24b、护盖320的水平部分324a、倾斜部分324b和边界部分324c包围的预定空间(图4的30)。在水平部分324a的中心形成注入口328以向下注入氮气。除了氮气，也可以提供惰性气体。氮气防止提供至晶片20边缘24a的流体通过晶片20与边界部分324c之间的缝隙流入空间30。倾斜部分324b能使注入空间30的氮气顺畅地流出而不产生湍流。设置在边界部分324c外部的导向部324d防止提供至晶片20边缘24a的流体从此处溅出。
在处理过程开始之前，护盖320设置得离开基片支撑部件200的顶部。当把晶片20放置在基片支撑部件200上时，盖移动部件340移动护盖320以使其与晶片20相距预定的距离并位于晶片20的上方。如图3图示，盖移动部件340具有支架342、进给杆344、进给杆导向装置346和驱动部件348。支架342的一端连接至护盖320的顶板322以支撑护盖320。垂直设置的、可以由驱动部件348上下移动或者旋转的进给杆344连接至支架342的另一端。进给杆344插入加工在进给杆导向装置346中的通孔，以沿着进给杆导向装置346上下移动。进给杆导向装置346可以固定在基座10上。
湿法蚀刻部件400向晶片20提供蚀刻剂以蚀刻晶片20的顶部边缘24a和底面22。图4显示了图1所示的基片支撑部件200的截面和湿法蚀刻部件400的构造。湿法蚀刻部件400具有化学品流程420、化学品供给管440和化学品供给部件460。在蚀刻工艺中使用的蚀刻剂储存在化学品供给部件460中，通过化学品供给管440提供至化学品流程420。在化学品供给管440上连接用于打开/关闭化学品供给管路径的阀门442或者用于强行送出蚀刻剂的泵(未图示)。在基片支撑部件200中形成化学品流程420。向化学品流程420提供的蚀刻剂沿着化学品流程420提供至放置在支撑销222上的晶片20与支撑盘220之间的空间30。在支撑盘220和支撑杆240的中心加工孔以作为化学品流程420。供给至上述空间的蚀刻剂在供给压力下从支撑盘220的中心蔓延至其边沿以蚀刻晶片底面22并流到晶片的顶部边缘24a。在支撑盘220的侧面部分安装连接至真空泵的吸入部件(未图示)。吸入部件可以控制蚀刻剂向上供给至基片的顶部边缘24a或者可以控制蚀刻剂的流向。
当只用湿法蚀刻部件400进行蚀刻时，因为该蚀刻是各向同性蚀刻，层(图8的28)的侧面被蚀刻成以预定的角度倾斜。干法蚀刻部件500使用等离子体以蚀刻晶片的顶部边缘24a(具体地讲，未蚀刻部分与边缘的边界部位)。干法蚀刻部件500垂直地蚀刻层28的侧面。
如图5所示，干法蚀刻部件500具有等离子体枪520、枪移动部件540和气体供给部件550。等离子体枪520在大气压力下由供应至其中的气体生成等离子体，并将等离子体提供至晶片的边缘24a。等离子体枪520由介电材料制成，其具有中空的圆筒形主体522。也就是说，等离子体枪520的主体522是敞开的。第一电极524很深地插入主体522。第一电极524是由金属制成的棒状电极。第二电极526插入主体522的外侧壁中。第二电极526是由金属制成的包围着主体522的线圈型电极。第一和第二电极524和526可以由钨制成。能源部件528与第一电极524和第二电极526相连以提供用于生成等离子体的能量。该能量可以是微波或者高频能量。主体522接收来自气体供给部件550的气体。
气体供给部件550从气体贮存器544a向主体522提供蚀刻气体，并具有连接至主体522的第一供给管552a。蚀刻气体可以是四氟化碳(CF4)或者氦气(He)。第二供给管552b从第一供给管552a分叉出来，以在干燥过程中从气体贮存器554b向等离子体枪520的主体522内提供氧气。等离子体枪520将提供至主体522的气体转化为等离子态，然后将该等离子态气体提供至晶片边缘24a(具体地讲，邻近非蚀刻部分24b的部分)。在蚀刻工艺后，提供至晶片20的等离子态氧气用于除去残留在晶片边缘24a处的杂质，并在晶片20上形成钝化膜，以防止形成原生氧化层。枪移动部件540垂直或者水平地移动等离子体枪520。最初，等离子体枪520设置得偏离晶片的上侧。然后，如果晶片放置在基片支撑部件200上，则将等离子体枪520移动至晶片边缘24a的上侧。在示例性的实施例中，如图1所示，枪移动部件540可与护盖320相连。在这种情况下，等离子体枪520可以通过盖移动部件340与护盖320一起垂直或者水平移动。枪移动部件540能使等离子体枪520独立于护盖320沿直线移动。
图6图示了枪移动部件540，其中的护盖320具有敞开的顶。枪移动部件540具有驱动皮带轮542a、从动皮带轮542b、皮带544、托架546、枪支架548和导轨549。在护盖320的侧壁上加工有通孔(图2的326a)。枪支架548插入通孔326a中。枪支架548的一端位于护盖320的外部，上述等离子体枪520就连接在这一端。枪支架548的另一端位于护盖320的内部，支架驱动部件与该端相连并驱动它。在示例性实施例中，支架驱动部件可包括皮带轮和皮带。驱动皮带轮542a位于护盖320的一侧，从动皮带轮542b位于护盖320的另一侧，正对着驱动皮带轮542a。驱动皮带轮542a和从动皮带轮542b由皮带544相互连接起来。如果驱动皮带轮542a被电动机(未图示)旋转，则皮带544、托架546和枪支架548沿直线移动。或者，在护盖320上可连接两个等离子体枪520，且连接着枪支架548的托架546可与两个皮带544都相连。
如图7所示，由湿法蚀刻部件400提供的蚀刻剂蚀刻晶片的底部22和顶部边缘24a，由干法蚀刻部件500提供的等离子体蚀刻邻近晶片非蚀刻部分24b与边缘24a之间的边界部位的部分。
参照图8，在只进行湿法蚀刻的情况下，因为湿法蚀刻是各向同性蚀刻，所以层的一侧被蚀刻成倾斜的(参见图8的“a”)。象本发明这样在同时进行湿法蚀刻和干法蚀刻的情况下，层的一侧被垂直地蚀刻(参见图8的“b”)。或者，通过控制由等离子体枪提供的等离子体的方向可以调整层的一侧的倾斜度。
如果湿法蚀刻完成，则清洗溶液供给部件700清洗晶片20。可以使用去离子水(DI水)作为清洗溶液。回到图1，清洗溶液供给部件700具有用于提供清洗溶液的喷嘴720和用于垂直或者水平地移动喷嘴720的喷嘴移动部件740。喷嘴移动部件740与喷嘴720相连，并具有用于支撑喷嘴720的喷嘴支架742。移动杆744连接至喷嘴支架742的末端。移动杆744被诸如汽缸或电动机之类的驱动部件(未图示)驱动，并安装得插入导向装置746的通孔。移动杆744能沿着导向装置746上下移动，并能沿着狭缝648直线移动。当清洗晶片20时，喷嘴720位于晶片20中心上方以向晶片20的中心提供DI水。或者，喷嘴720与护盖320相连，这样向晶片边缘24a提供DI水以进行清洗过程。
如上所述，使用蚀刻剂来蚀刻晶片20的底部22，使用蚀刻剂和等离子体来蚀刻晶片20的顶部边缘24a。但是，可以使用蚀刻剂蚀刻晶片20的底部22，而只用等离子体来蚀刻晶片20的顶部边缘24a。
此外，如上所示，湿法蚀刻部件400和干法蚀刻部件500同时进行蚀刻。但是，干法蚀刻部件500进行的蚀刻可以跟在湿法蚀刻部件400进行的蚀刻之后。
图9显示按照本发明的基片处理装置的另一个例子。在图9中，基片支撑部件200、清洗溶液供给部件700、湿法蚀刻部件400及等离子体枪520具有与上述相同的形状和功能，因此不再对它们进行详细描述。除了在上面实施例中描述的护盖320之外，也可以使用直接附在晶片上的保护剂或者保护掩模300’来保护晶片的非蚀刻部分24b。枪移动部件560设置在基座10的一侧以垂直或水平地移动等离子体枪520。枪移动部件560与等离子体枪520相连，并具有用于支撑等离子体枪520的枪支架562。移动杆564安装得插入固定安装在基座10上的导向装置566的通孔中，且可以沿着导向装置566上下移动。可以在基座1 0上形成狭缝568以引导移动杆564水平地直线移动。
图10和图11分别是显示等离子体枪其他例子的立体图和剖视图。如图10和图11所示，等离子体枪600具有主体620、电极部件640、介电物质660、电极夹680和罩690。主体620具有长圆筒形状。在主体620中具有沿着长度方向形成得很深的第一空间622。流入主体620的气体转化成等离子态气体。第一空间622向下敞开，向上被顶板630封闭。优选的是，第一空间622在长度方向上具有恒定的直径。主体620由介电材料(比如石英)制成以稳定地生成等离子体。在顶板中形成第二空间638。气体在第二空间638中作临时的停留。第二空间638具有彼此相对的顶632和底634以及圆筒状的侧面636。在顶632和底634的中心分别加工有通孔632a和634a。在侧面636加工有开口。气体供给管542a与该开口相连。围绕着底634的通孔634a加工有多个流入孔634b。也就是说，气体通过气体供给管542a流入第二空间638，然后通过流入孔634b流入第一空间622。气体在第一空间622中转变成等离子态气体。随后，向下提供该等离子态气体。
电极部件640提供能量以将流入主体620的气体转换成等离子态气体。电极部件640包括第一电极642、第二电极644和能量源646。第一电极642是棒状电极，它足够长因此可以从加工在顶板630处的通孔632a和634a插入至第一空间622的下部。第一电极642的宽度(或直径)小于第一空间622的宽度。第一电极由金属制成，优选钨。安装第二电极644设置得覆盖主体620的外侧壁。具体地，设置第二电极644以覆盖主体620外侧壁的下部。或者，设置第二电极644以完全覆盖主体620的外侧壁。此外，第二电极644可以是线圈型电极，如图11所示。在一些实施例中，第二电极644’可以是在其中央加工有通孔的圆筒状板电极。主体620插入第二电极644’的通孔。或者，第二电极644’可包括多个具有相同曲率半径的板。第一和第二电极642和644具有不同的极性。可以将高压施加到第一电极642，而将低压施加到第二电极644。或者，可以将高压施加到第一电极642，将第二电极644接地。能量源与第一和第二电极642和644相连。优选的是，能量源是微波或者高频能量。
如果将高压施加到第一电极642，金属粒子会脱离第一电极642而在第一空间622中悬浮。这些金属粒子和等离子体一同向下供给，会污染晶片。电子会从第一电极642大量释放而形成电场，这会导致在邻近第一电极642的区域生成电弧。电弧的生成主要集中在第一电极642的末端642a，介电物质660会抑制它。介电物质660覆盖至少第一电极642的一部分，其由介电材料制成，优选石英。或者，介电物质660由诸如碳化硅(SiC)或氧化铝之类的陶瓷材料制成。将介电物质660设置得覆盖第一电极642的末端642a的预定长度，如图11所示。在一些实施例中，可以将介电物质660’设置得完全覆盖位于第一空间622内的第一电极642。可以独立制造覆盖第一电极642的介电物质660。或者，通过用高纯度的介电材料来涂敷第一电极642来形成介电物质660。
当进行处理过程时，第一电极642必须放置在第一空间622的正中间。如果第一电极642放置在一侧或者偏移，流入第一空间622的气体不能顺畅地流动，从而不能在各区域均匀地生成等离子体。电极夹680将第一电极642固定在主体620的第一空间622的正中心。图14是示例性的电极夹680的顶视图。电极夹680具有外表面682和内表面684。外表面682是固定于主体620内表面的圆环面，内表面684是位于第一电极642外表面的圆环面，并具有让第一电极642插入的通孔689。在外表面682和内表面684之间形成路径688，使气体能由此流动。外表面682和内表面684可以通过一个或多个连接杆686彼此连接。在第一空间622中可以有一个或多个电极夹680。图15是另一种示例性的电极夹680’的顶视图。电极夹680’可以是能使气体流过的网状板。通孔689加工在电极夹680’的中心。第一电极642插入通孔689。
当使用上述等离子体枪600进行蚀刻之类的处理过程时，外部提供的气体或在处理过程中生成的残留物流向第二电极644。气体在施加在第二电极644上的能量作用下起反应，从而在第二电极644附近生成电火花。电火花对处理过程有不良影响，并会导致施加给第二电极644的能量损失。为了防止生成电火花，提供罩690以覆盖第二电极644。也就是说，由于罩690，第二电极644不会暴露在外面。罩690可以由特氟隆制成。优选的是，罩690设置得完全覆盖第二电极644的周围。
当在大气压下生成等离子体时，粒子的鞘区和平均自由程比在真空中生成等离子体时要短。因此，等离子体的加速度在大气压下要弱于在真空中，这样就会无方向性地向下方晶片W提供等离子体。为了克服这个缺点，可以向等离子体枪600提供磁铁670。图16和图17分别是具有磁铁670的等离子体枪600的立体图和剖视图。磁铁670在等离子体的移动路径上建立磁场，加速通过磁场的离子，使离子有方向性地移动。设置磁铁670以覆盖主体620外侧低于第二电极644的部分。优选的是，磁铁670是永久磁铁。但是，磁铁670’可以是电磁铁。根据测试，当蚀刻晶片上的层时，如果不提供磁铁，层的蚀刻速率是37.5埃/秒。另一方面，在同样条件下，如果提供磁铁，层的蚀刻速率是75埃/秒。
图18显示用于加速等离子体的磁铁670’的位置的另一例子。磁铁670’设置在放置晶片W的支撑盘220中，而不是设置在主体620的外侧。优选的是，直接在邻近晶片W的下方设置磁铁670’。磁铁670’设置得与放置在支撑盘220上的晶片W相对。可以将磁铁670’设置成圆环形。
下面将参照图19的流程图介绍使用防护性的基片处理装置1处理晶片20的方法。在基片支撑部件200的支撑销222上放置晶片20，并用调准销224将其调到适当位置(S10)。当移动护盖320且晶片20与护盖320相距预定的距离时，让护盖320的边界部分324c对应于晶片20的非蚀刻部分24b与边缘24a的边界部位(S20)。向晶片20的底面22提供蚀刻剂，向晶片20的顶部边缘24b注入用于蚀刻的等离子体。此时，从加工在护盖320的水平部分324a处的注入口328提供氮气(S30)。如果蚀刻完成，从晶片20上侧移开护盖320(S40)。将构造得用于提供清洗溶液的喷嘴720移动至晶片20的中心上方，从喷嘴720向晶片20上提供去离子水(DI水)以清洗晶片20(S50)。晶片20的清洗完成之后，从晶片20的上侧移开喷嘴720，将护盖320再次移到晶片20的上述位置(S60)。如果喷嘴720与护盖320相连，则不需要移动护盖320就能直接进行清洗工艺。当基片支撑部件200高速旋转时，晶片被干燥。同时，从等离子体枪520向晶片边缘24b提供等离子态氧气，以除去残留在晶片边缘24b处的杂质并在该处形成钝化膜(S70)。
如上所述，湿法蚀刻和干法蚀刻同时进行。因此，蚀刻工艺进行的比较快，而且，在湿法蚀刻过程中，层不会在晶片的非蚀刻部分与边缘的边界部位处出现倾斜。当干燥晶片时，向晶片提供等离子态氧气以在蚀刻工艺之后二次除去残留在晶片顶部边缘的杂质，且防止在传输晶片时形成原生氧化层。
此外，提供等离子体枪以防止生成等离子体时在电极周围生成电弧，并防止从电极脱离的金属粒子成为处理过程中的污染物。因为电极固定安装在等离子体枪主体的内部中心，因此，气体顺畅地流入主体，且在整个区域均匀地生成等离子体。因为罩保护了位于主体之外的电极，因此，气体或聚合体不会在电极的周围发生反应。这样，就不会产生电火花从而抑制了能量损失。
在沿着预定的方向加速从等离子体枪生成的等离子体的同时，将其提供至晶片。这样，均匀地处理晶片，在蚀刻工艺中实现各向异性的蚀刻。
根据上述公开的内容，本发明的其他修改和改变对本领域的技术人员来说是显而易见的。这样，虽然此处只特别地说明了本发明的特定实施例，但是，很明显，在不脱离本发明精神和范围的条件下，对本发明还可进行多种修改。
权利要求
1.一种基片处理装置，包括基片支撑部件，其具有可旋转的支撑盘和支撑销，该支撑销从支撑盘顶面突起以支撑基片使之与支撑盘顶面隔开；湿法蚀刻部件，用于向放置在支撑销上的基片与支撑盘之间的空间提供蚀刻剂以进行蚀刻；及干法蚀刻部件，用于向放置在支撑销上的基片的顶部边缘提供等离子体以进行蚀刻。
2.如权利要求1所述的基片处理装置，其中，干法蚀刻部件包括等离子体枪，用于使内部提供的气体被激发为等离子态且用于将生成的等离子体注入至基片边缘；枪移动部件，用于垂直或者水平地移动等离子体枪；及气体供给部件，用于向等离子体枪提供气体。
3.如权利要求2所述的基片处理装置，其中，气体供给部件包括第一供给管，其构造得用于在蚀刻过程中向等离子体枪提供蚀刻气体；及第二供给管，其构造得用于在蚀刻过程完成之后向基片上提供氧气。
4.如权利要求2所述的基片处理装置，还包括保护部件，用于防止在蚀刻中使用的流体流入基片顶面的非蚀刻部分，所述非蚀刻部分指不要蚀刻的部分。
5.如权利要求4所述的基片处理装置，其中，保护部件包括护盖，其具有突起和底，该突起形成得对应于基片的非蚀刻部分与边缘的边界部位，该底具有构造得用于将氮气或者惰性气体注入至上述突起的供给孔；及盖移动部件，用于垂直或者水平地移动护盖。
6.如权利要求5所述的基片处理装置，其中，等离子体枪与护盖相连。
7.如权利要求1所述的基片处理装置，其中，湿法蚀刻部件包括加工在支撑盘中的化学品流程，用作向上述空间提供蚀刻剂的流程；及与化学品供给部件和化学品流程相连的化学品供给管，以向化学品流程提供蚀刻剂。
8.如权利要求1所述的基片处理装置，其中，同时进行使用干法蚀刻部件的蚀刻和使用湿法蚀刻部件的蚀刻。
9.如权利要求1所述的基片处理装置，其中，湿法蚀刻部件蚀刻基片的顶部边缘和底部，干法蚀刻部件蚀刻邻近基片边缘与非蚀刻部分的边界部位的部分。
10.如权利要求2所述的基片处理装置，其中，等离子体枪包括加工有气体流入空间的主体，该主体由介电材料制成；插入主体的气体流入空间的第一电极；设置得覆盖住至少一部分主体外侧壁的第二电极；覆盖至少一部分第二电极的介电物质，该介电物质由介电材料制成。
11.如权利要求10所述的基片处理装置，其中，在主体中直线加工有气体流入空间，第一电极是在气体流入空间的空间中心直线安装的棒状电极。
12.如权利要求10所述的基片处理装置，其中，设置有介电物质以覆盖第一电极的末端。
13.如权利要求10所述的基片处理装置，其中，通过用介电材料涂敷第一电极来形成介电物质。
14.如权利要求10所述的基片处理装置，其中，第二电极是线圈型电极或者板型电极。
15.如权利要求10所述的基片处理装置，其中，等离子体枪还包括设置得罩住第二电极以防止第二电极暴露在外面的罩。
16.如权利要求10所述的基片处理装置，其中，等离子体枪还包括至少一个设置在主体空间中以固定第一电极的电极夹。
17.如权利要求10所述的基片处理装置，还包括磁铁，用于在主体中生成的等离子体的移动路径上建立磁场以向等离子体提供加速力。
18.如权利要求17所述的基片处理装置，其中，磁铁设置得包围第二电极下面的主体外侧壁。
19.如权利要求17所述的基片处理装置，其中，磁铁安装在支撑部件处。
20.一种基片处理方法，包括将基片放置在支撑销上以使其与支撑盘隔开；及向支撑盘与基片底部之间提供蚀刻剂，向基片顶部边缘提供用于蚀刻的等离子体，其中，使用蚀刻剂蚀刻基片的底部，使用等离子体或者等离子体和蚀刻剂蚀刻基片的顶部边缘。
21.如权利要求20所述的基片处理方法，在蚀刻基片之后，还包括使用清洗溶液清洗基片；及旋转支撑盘以干燥基片并同时向基片提供氧等离子体，其中，当由氧等离子体干燥基片时，二次除去残留在基片上的杂质，并在基片上形成钝化膜。
22.如权利要求20所述的基片处理方法，在将基片放置在支撑销上之后，还包括保护基片顶面的非蚀刻部分，其中，保护非蚀刻部分包括将护盖移动至基片上，该护盖具有形成得对应于基片非蚀刻部分与边缘的边界部位的突起；及从护盖底上形成的注入口注入氮气或者惰性气体。
23.如权利要求20所述的基片处理方法，其中，同时进行使用蚀刻剂的蚀刻和使用等离子体的蚀刻。
24.如权利要求20所述的基片处理方法，其中，使用等离子体的蚀刻跟在使用蚀刻剂的蚀刻之后。
全文摘要
本发明涉及蚀刻晶片顶部边缘和底部的装置。该装置包括用于支撑晶片的基片支撑部件和用于防止蚀刻所用的流体流入晶片非蚀刻部分的可移动保护部件。用湿法蚀刻来蚀刻晶片的顶部边缘和底部，用干法蚀刻来蚀刻晶片的非蚀刻部分与边缘的边界。
文档编号H01L21/3063GK1697141SQ20051006798
公开日2005年11月16日 申请日期2005年4月30日 优先权日2004年5月4日
发明者金仁俊, 赵重根, 崔章燮, 崔勇男, 裴正龙 申请人:塞梅斯株式会社