專利名稱：半導(dǎo)體晶片的清洗方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于半導(dǎo)體晶片(wafer)的清洗，以及尤其關(guān)于更有效率地將清潔液施加于晶片上，并改良晶片的清洗處理能力的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體晶片的制造過程中，眾所皆知的是，由已經(jīng)實(shí)施過的制造操作程序所遺留在晶片表面的不必要?dú)埩簦仨毤右郧逑?。此般的制造操作范例包括有等離子體蝕刻(例如，鎢回蝕(WEB，tungsten etch back))和化學(xué)機(jī)械拋光法(CMP，chemical mechanical polishing)。若不必要的殘留物質(zhì)和微粒在連續(xù)的制造操作過程中遺留在晶片的表面，這些殘留物質(zhì)和微粒將會(huì)造成如晶片表面刮傷、和金屬化特征間的不適當(dāng)?shù)慕换プ饔玫辱Υ?。在一些案例中，此般瑕疵可能?dǎo)致晶片上的裝置變得無法運(yùn)作。欲避免由于丟棄具有無法運(yùn)作的裝置的晶片而所造成的額外費(fèi)用，因此，當(dāng)在晶片表面上遺留不必要的殘余物的制造操作程序之后，必須適當(dāng)并有效率地清洗晶片。
圖1顯示一晶片清洗系統(tǒng)50的高層示意圖。該清洗系統(tǒng)50基本上包括一載入站10，在該載入站10可將復(fù)數(shù)個(gè)晶片插入盒之14中的，以便經(jīng)由整個(gè)系統(tǒng)來加以清洗。一旦晶片被插入該載入站10，一晶片12將從盒子14被取出并被移到刷洗盒一16a，在該刷洗盒一16a中，晶片12用選取的化學(xué)制品和水(例如，去離子(DI，de-ionized)水)來予以刷洗。晶片12接著被移到刷洗盒二16b。在晶片于刷洗盒16中被刷洗過后，即被移至一旋轉(zhuǎn)、沖洗和乾燥(SRD，Spin，Rinse and Dry)站20，在該處去離子水被噴灑到晶片表面以便旋干。在SRD站的沖洗操作期間，晶片以每分鐘約一百轉(zhuǎn)或更高的速度來轉(zhuǎn)動(dòng)。在晶片被放置并通過SRD站以后，即被移到卸除站22。
圖1B顯示在刷洗盒一16a中所實(shí)施的清洗程序的簡(jiǎn)單圖式。在刷洗盒16a中，晶片12被插入一頂部刷30a和一底部刷30b之間。晶片12可以轉(zhuǎn)動(dòng)使刷子30a和30b充分地清洗晶片的整個(gè)頂部和底部表面。在特殊的狀況下，因?yàn)閬碜缘撞康呐K污可能移到頂部表面12a，所以晶片的底部表面也需要清洗。雖然晶片的頂部表面12a和底部表面都用刷子30來加以清洗，然而由于頂部表面12a為制造集成電路裝置之處，因此，以頂部刷30a來刷洗的頂部表面12a為清洗的主要目標(biāo)。
在典型的CMP操作之后，一晶片被放置到清洗站50中。在刷洗盒一16a，頂部刷30a和底部刷30b最好以清洗用的化學(xué)制品來沾附集結(jié)，而該化學(xué)制品來自于一供應(yīng)源32。一旦使用該化學(xué)制品來實(shí)施刷洗工作，通常會(huì)將晶片表面12a用水來加以清洗。實(shí)施用水來清洗的方式，使得在刷洗期間所用的所有化學(xué)制品實(shí)質(zhì)上可從晶片表面12a移除。在現(xiàn)有技術(shù)中，標(biāo)準(zhǔn)的程序乃是讓水流透過刷子(TTB，Though The Brush)來實(shí)施。
然而，因?yàn)閯偼瓿苫瘜W(xué)刷洗，刷子將布滿著清洗用的化學(xué)制品。結(jié)果，欲適當(dāng)?shù)赜盟逑淳砻?，這些刷子必須特別以大量清水沖洗以移除來自刷子本身和晶片表面上的化學(xué)制品。很遺憾地，雖然這些刷子以大量清水沖洗，仍然有部分低濃度的清洗用化學(xué)制品殘留在刷子和晶片表面上。因此，此般的清洗程序很明顯地是有缺點(diǎn)的，因?yàn)橛糜谇逑床僮髦械囊恍┗瘜W(xué)制品本身可能在晶片移至下個(gè)刷洗盒時(shí)，仍然殘留在晶片上。
在某些情況下，殘留的化學(xué)制品可能具有的缺點(diǎn)是，導(dǎo)致化學(xué)制品本身和在下個(gè)刷洗盒中所施加的清洗化學(xué)制品產(chǎn)生不希望的反應(yīng)；在其它情況下，某些清洗化學(xué)制品在晶片被移到SRD站20時(shí)可能仍然殘留在晶片表面上。不希望的反應(yīng)也可能具有產(chǎn)生或?qū)е挛⒘５谋锥?。另外，如果氫氟?HF，Hydrofluoric)運(yùn)用于清洗系統(tǒng)50中，非常重要的是，在晶片被送至SRD站20前，必須在實(shí)質(zhì)上將所有的HF移除。在某些HF仍然殘留在晶片表面的情況下，HF可能具有將SRD站20的內(nèi)部機(jī)械部侵蝕的破壞作用。
假設(shè)在刷洗盒一16a中一既定的晶片已經(jīng)完成刷洗，且該晶片也被移至下個(gè)站，則下個(gè)晶片將從載入站10被送到刷洗盒一16a。在新的晶片用清洗化學(xué)制品來清洗之前，必須經(jīng)過一段時(shí)間以讓刷子30沾附適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)制品濃度。因?yàn)樵谇逑船F(xiàn)有晶片的期間，已經(jīng)用清水沖洗刷子以移除化學(xué)制品并施行DI水的清洗，故此補(bǔ)充化學(xué)制品的動(dòng)作是必要的。在一段時(shí)間過后，刷子將再次備妥以準(zhǔn)備施加于晶片之上，以使得化學(xué)清洗可以用刷子來加以實(shí)施。
前述的清洗技術(shù)很顯然地過度沒有效率。此般的清洗程序具有的弊端為花更多時(shí)間來載入具有適當(dāng)化學(xué)濃度的化學(xué)制品的刷子；花更多時(shí)間來沖洗刷子的化學(xué)制品以實(shí)施晶片的清洗；接著還要再次重新將化學(xué)制品加載在刷子上。這個(gè)程序不但沒有效率，同時(shí)也沒有安全性，因?yàn)槠渲袝?huì)產(chǎn)生多余的化學(xué)反應(yīng)，促使微粒的生成，且清洗站50的機(jī)械元件可能因此而處于性能退化的危機(jī)。
鑒于現(xiàn)有所述，清洗程序需要通過改善清洗液施加技術(shù)和增加晶片清洗的處理能力來避免現(xiàn)有技術(shù)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
大體來說，本發(fā)明通過提供一清洗半導(dǎo)體晶片的改良方法來補(bǔ)足上述的需要。該方法實(shí)施一種技術(shù)，以在晶片清洗程序中將刷子中的化學(xué)制品濃度維持在一個(gè)實(shí)質(zhì)上定量的基準(zhǔn)。需了解本發(fā)明可以多種方式來實(shí)施，其包括以程序、設(shè)備、系統(tǒng)、裝置或方法的方式。本發(fā)明的數(shù)個(gè)發(fā)明實(shí)施例說明如下。
在一實(shí)施例中，揭露有一種清洗晶片表面的方法。晶片的表面通常利用將化學(xué)溶液涂布到晶片表面的清洗刷來加以刷洗。在本實(shí)施例中，一清洗刷施行一種透過刷子(TTB)的技術(shù)以施加化學(xué)制品。該刷洗程序通常利用一頂部清洗刷和一底部清洗刷在刷洗盒中實(shí)施。頂部清洗刷接著可能從與晶片頂部表面接觸的地方被移開。流經(jīng)頂部刷的化學(xué)制品流體最好于此時(shí)停止，且在刷洗操作期間，頂部刷的化學(xué)制品濃度最好在實(shí)質(zhì)上能維持著如同之前在刷子中的相同濃度。接著，水流(最好是去離子水)被傳送到晶片的表面。水流的傳送方式，最好能在進(jìn)入下個(gè)清洗操作程序前實(shí)質(zhì)地將化學(xué)溶液從晶片表面移除。
在另一個(gè)實(shí)施例中，揭露有一個(gè)用來清洗半導(dǎo)體晶片的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一刷洗盒，而該刷洗盒具有一頂部刷和一底部刷以分別刷洗晶片的頂部和底部表面。這些刷子為了施行刷洗操作程序所用的化學(xué)清洗溶液所設(shè)置。頂部刷配置成在晶片放置于底部刷上并對(duì)立著滾子而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可從頂部表面而揚(yáng)升。該系統(tǒng)也包括了至少一個(gè)在晶片頂部表面上施加水流(最好是去離子水)的頂部噴嘴。由頂部噴嘴所施加的水流配置為可實(shí)質(zhì)地移除所有化學(xué)清洗溶液。該系統(tǒng)也可能至少包括一個(gè)用來將水流施加到半導(dǎo)體晶片的底部表面的底部噴嘴。
在另一個(gè)實(shí)施例中，揭露有一個(gè)用來清洗半導(dǎo)體晶片的設(shè)備。該設(shè)備包括一個(gè)刷洗盒，該刷洗盒包括一個(gè)頂部刷和一底部刷來分別刷洗晶片的頂部和底部表面。這些刷子是為了施行刷洗操作程序所用的化學(xué)清洗溶液而配置。該晶片配置成在不接觸頂部和底部刷的情況下，通過一組滾子來支撐并轉(zhuǎn)動(dòng)。該設(shè)備也包括了至少一個(gè)頂部噴嘴來將水流施加于半導(dǎo)體晶片的表面上。由頂部噴嘴所拖加的水流配置為可實(shí)質(zhì)地移除所有的化學(xué)清洗溶液。該系統(tǒng)也可能至少包括一個(gè)用來將水流施加到半導(dǎo)體晶片的底部表面的底部噴嘴。
有利的是，通過施行一種將清洗刷的濃度維持在一個(gè)實(shí)質(zhì)的定量基準(zhǔn)的方法，晶片清洗程序的效率可實(shí)質(zhì)地提升。本發(fā)明的清洗程序省略了在清水清洗的程序中用來將刷子上的化學(xué)制品沖凈所需要的時(shí)間。另外，不需要為了下個(gè)晶片的清洗作準(zhǔn)備而將化學(xué)制品重新載入到刷子，借此可實(shí)質(zhì)地減少昂貴的化學(xué)制品的浪費(fèi)。除了效率之外，因?yàn)楸痉椒▽?shí)質(zhì)地消除了多馀的化學(xué)作用并抑制微粒的產(chǎn)生，故本方法也改善了安全性。結(jié)果，該清洗站的機(jī)械元件處于一個(gè)實(shí)質(zhì)上低風(fēng)險(xiǎn)的狀況。
本發(fā)明的其它實(shí)施樣態(tài)和優(yōu)點(diǎn)，在以下結(jié)合附圖以及借助本發(fā)明的原理的實(shí)施例而闡明的詳細(xì)說明中，將會(huì)變得更加明顯。


本發(fā)明通過以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說明將更易于了解。欲使該說明易于理解，相同的參考標(biāo)號(hào)代表相同的結(jié)構(gòu)元件。
圖1A顯示現(xiàn)有技術(shù)的晶片清洗系統(tǒng)的高層示意圖。
圖1B顯示現(xiàn)有技術(shù)中，在一刷洗盒中實(shí)施的晶片清洗程序的詳細(xì)圖。
圖2A顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例而實(shí)施的晶片清洗系統(tǒng)的側(cè)面圖。
圖2B顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例而實(shí)施，如圖2A的清洗系統(tǒng)的俯視圖。
圖3A-1顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例而實(shí)施的在刷洗盒內(nèi)的晶片清洗設(shè)備的俯視圖。
圖3A-2顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例而實(shí)施，如圖3A-1的清洗設(shè)備的側(cè)視圖。
圖3B-1顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例而通過一噴嘴系統(tǒng)來將水施加于晶片表面的工藝的俯視圖。
圖3B-2顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例而實(shí)施的如圖3B-1的工藝的側(cè)視圖。
圖3B-3顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例而通過一噴嘴系統(tǒng)來將水施加于晶片(該晶片由滾子來轉(zhuǎn)動(dòng))表面的工藝的俯視圖。
圖3B-4顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例而實(shí)施的如圖3B-3的工藝的側(cè)視圖。
圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例而實(shí)施的固定于晶片上的噴嘴的放大圖。
圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例而實(shí)施的晶片清洗程序的流程圖。
圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例而實(shí)施的另一種可替代的晶片清洗程序的流程圖。
具體實(shí)施例方式
一種關(guān)于半導(dǎo)體晶片表面的清洗方法與系統(tǒng)的發(fā)明在此揭露。在以下的說明中，提出多種具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的完整了解。然而，將了解到，對(duì)于熟悉此技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，本發(fā)明可能不需要借助這些具體細(xì)節(jié)的部分或全部?jī)?nèi)容即可實(shí)施。另外，普遍為人所知的程序操作并未詳細(xì)說明以免對(duì)本發(fā)明產(chǎn)生不必要的混淆。
圖2A和2B分別顯示清洗系統(tǒng)120的側(cè)視圖和俯視圖。該清洗系統(tǒng)120基本上包括一輸入站100，有復(fù)數(shù)個(gè)晶片插入該輸入站100中以通過系統(tǒng)來進(jìn)行清洗。一旦晶片被插入輸入站100，則需從輸入站100拿取一晶片并將其移至一刷洗盒一102a中，在晶片被移至刷洗盒二102b前，晶片在刷洗盒一102a中以選取的化學(xué)制品和水(例如，去離子水)來加以刷洗。
在刷洗盒102進(jìn)行晶片的刷洗之后，晶片隨即移至旋轉(zhuǎn)、沖洗和干燥(SRD)站104，在該處將去離子(DI)水噴至晶片表面并接著進(jìn)行旋干。在晶片被放置并通過SRD站104后，一卸除操作裝置110即拿取該晶片并將其移至一輸出站106。該清洗系統(tǒng)120配置成可從電子系統(tǒng)108來設(shè)定安排并控制。
圖3A-1和3A-2顯示一刷洗盒102內(nèi)的清洗設(shè)備的詳細(xì)圖。一載入操作裝置可從輸入站100拿取一晶片200并將該晶片放置于刷洗盒102a中。一頂部清洗刷204a和一底部清洗刷204b可分別被放置在晶片頂部表面210a和晶片底部表面210b，如圖3A-2所示。清洗刷204基本上具有復(fù)數(shù)個(gè)沿著清洗刷204表面以平均間隔排列的小表面凸起206。這些刷子204也可以是PVA(Polyvinyl Alcohol)材質(zhì)的刷子，且非常柔軟并透氣。因此，刷子204可以在沒有傷害晶片的脆弱表面的情況下來對(duì)晶片進(jìn)行刷洗。因?yàn)樗⒆?04是多孔透氣的，故它們可以如施加于晶片表面210的流體的導(dǎo)管般而作用。
在清洗過程中，晶片200可在清洗刷204和一組滾子202之間轉(zhuǎn)動(dòng)。晶片最好以每分鐘約20轉(zhuǎn)或更慢的速度來轉(zhuǎn)動(dòng)。需了解這個(gè)速度約為通常SRD站中所用的旋轉(zhuǎn)速度的1/5。雖然圖3A-1用兩個(gè)滾子202來加以說明，需了解對(duì)一個(gè)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，只要晶片在清洗刷204間適當(dāng)?shù)乇３制胶?，所用的滾子202的數(shù)目可以更多或更少。如圖3A-2所示。在一個(gè)典型的清洗程序中。在晶片于清洗刷204間轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，清洗刷204繞著它們的徑向軸而旋轉(zhuǎn)并刷洗晶片表面210。該表面凸起206有助于改良晶片表面210的刷洗效能。
化學(xué)制品清洗液通常在清洗刷204刷洗晶片表面210時(shí)，透過刷子(TTB)而施加到晶片表面210上。需了解，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，化學(xué)制品清洗液可選擇通過其它方式來施加，例如可使用不同于TTB方式的一外部滴管(未顯示)來施加。
在通過TTB應(yīng)用技術(shù)將化學(xué)清洗液施于晶片表面210的地方，總是希望用水(最好是去離子水)來清理晶片表面210，以從晶片表面210去除化學(xué)物質(zhì)。如果化學(xué)物質(zhì)留在晶片表面210上，這些化學(xué)物質(zhì)在后繼的清理和后清理操作中，將會(huì)導(dǎo)致不希望的反應(yīng)。
如上所述，使用TTB技術(shù)來施加清水到晶片表面210是極為沒效率的小。時(shí)間都浪費(fèi)在將具有適當(dāng)濃度的化學(xué)制品加載在刷子上、沖洗來自刷子的化學(xué)制品以實(shí)施水清洗、以及接著再次將化學(xué)制品重新加載在刷子上。另外，該程序不僅沒有效率，也不具有安全性。因?yàn)樵摮绦蚩赡軙?huì)發(fā)生多余的化學(xué)反應(yīng)，可能促成微粒的產(chǎn)生，且清洗系統(tǒng)的機(jī)械元件(尤其為SRD站的元件)可能處于一性能日益惡化的高風(fēng)險(xiǎn)中。以下的說明將揭露數(shù)種技術(shù)，該技術(shù)得以實(shí)質(zhì)地省略上述的用水沖洗刷子204和藉此改變刷子204中化學(xué)制品濃度的需要。
圖3B-1和3B-2顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例而通過噴嘴220將水施加到晶片表面210的程序。頂部清洗刷204a如圖3B-2描述的那樣，可從晶片頂部表面210a處揚(yáng)升。如上所述，晶片200可由底部清洗刷204b和一組滾子202來支撐。雖然圖3B-2以兩個(gè)滾子202來說明，需了解，只要晶片在底部清洗刷204b上適當(dāng)?shù)乇３制胶?，所用的滾子202的數(shù)目可以更多或更少。在該實(shí)施例中，一液體供應(yīng)源222是通過一通到噴嘴220的導(dǎo)管來提供液體。該噴嘴220系配置成在晶片200進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并在底部清洗刷204b和兩個(gè)滾子202上保持平衡之際，得以平均并快速地將水分布于晶片表面210上。
在一較佳實(shí)施例中，兩個(gè)頂部噴嘴220a可被用來將水施加于頂部表面210a上，而兩個(gè)底部噴嘴220b則可用來將水施加于底部表面210b上。此般的實(shí)施例一共包括了四個(gè)噴嘴220，如圖3B-2所示。在一替代實(shí)施例中(未顯示)，兩個(gè)噴嘴可用來將水施加于頂部表面上，而一個(gè)噴嘴則可用來將水施加于底部表面。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，可使用更多或更少的噴嘴220，只要噴嘴220的配置方式至少可以將水均勻地分配在晶片200的頂部表面210a上即可。
任何一個(gè)噴嘴220的水流速最好是介于約每分鐘150ml和每分鐘750ml之間，更佳的狀況是介于約每分鐘300ml和每分鍾600ml之間，而最佳的情形是每分鐘約500ml。任一噴嘴220的水壓最好約在20psi和50psi之間，更佳的狀況約為25psi和45psi之間，最佳的狀況則約為35psi。而沖洗晶片表面210的時(shí)間長(zhǎng)度最好設(shè)定在約5秒鐘和60秒鐘之間。更佳的狀況約在10秒鐘和45秒鐘之間，而最佳的狀況則是約為15秒鐘。
在使用氫氟酸(HF)來清洗的案例中，在以水沖洗后，留在晶片表面210上液體的PH值通常最少約為4或更高(PH值4相當(dāng)于2.3ppm(parts permillion)的HF濃度，即相應(yīng)于百萬分之2.3的HF的濃度)。需注意水的PH值約為7。在一替代實(shí)施例中，在實(shí)施基本清洗的情況下，在使用PH值約為7的清水沖洗后，通常留在晶片表面210上液體的PH值最多約為8.5或更低。
在實(shí)施以酸類清洗的典型案例中，清洗的PH值基本上都設(shè)定約為2(PH值2相當(dāng)于約3500ppm的HF濃度)。因此，欲在酸性化學(xué)制品中提高PH值的原因主要乃是因?yàn)?，PH值約小于4的酸類可能會(huì)導(dǎo)致連續(xù)清洗操作中的多余反應(yīng)或?qū)е虑逑凑驹O(shè)備的性能退化。因此用噴嘴220來快速?zèng)_洗可快速地移除大部分的清洗化學(xué)制品，同時(shí)也有助于有效率地提升任何殘留在表面的化學(xué)制品的PH值。將PH值提高也可增加對(duì)SRD站的安全性，且以上工作對(duì)SRD站的操作者而言是很容易達(dá)到的。對(duì)處理HF的操作者來說，HF可允許的曝光限制(PEL，permissible exposure limit)約為3ppm。
圖3B-3和3B-4顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例而通過噴嘴220來將水施加到晶片表面210的程序，其中該晶片由四個(gè)滾子202所轉(zhuǎn)動(dòng)。頂部清洗刷204a如圖3B-4所示可從晶片頂部表面210a而揚(yáng)升。同樣地，底部清洗刷204b也可從晶片底部表面210b移開。晶片200可由一組滾子202來支撐。雖然圖3B-3以四個(gè)滾子202來加以說明，需了解只要晶片能適當(dāng)?shù)刂斡跐L子202間，也可使用更多或更少的滾子202來進(jìn)行該項(xiàng)工作。在這個(gè)實(shí)施例中，一液體供應(yīng)源222是通過一通到噴嘴220的導(dǎo)管來提供液體。噴嘴可被配置成在晶片轉(zhuǎn)動(dòng)且由四個(gè)滾子202來支撐之際，得以平均并快速地將水分布于晶片表面210。
在一較佳實(shí)施例中，兩個(gè)頂部噴嘴220a可被用來將水施加于頂部表面210a上，而兩個(gè)底部噴嘴220b則可用來將水施加于底部表面210b上。這樣的實(shí)施例一共包括了四個(gè)噴嘴220，如圖3B-2所示。在一替代實(shí)施例中(未顯示)，兩個(gè)噴嘴可用來將水施加于頂部表面上，而一個(gè)噴嘴則可用來將水施加于底部表面。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，可使用更多或更少的噴嘴220，只要噴嘴220的配置方式至少可以將水均勻地分配在晶片200的頂部表面210a上即可。
圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明固定地配置在晶片200上的噴嘴220的放大圖的實(shí)施例。雖然圖4僅為顯示頂部噴嘴220a的示意圖，很明顯地，以下的說明也可應(yīng)用到任一底部噴嘴220b上。
在一較佳實(shí)施例中，噴嘴220對(duì)于晶片200的相對(duì)位置可由三個(gè)參數(shù)所定義。第一，噴嘴220相對(duì)于晶片表面210的配置方式為晶片表面210的平面和噴嘴220的徑向軸成一角度θ。第二，噴嘴220可被配置為噴嘴開口308的外側(cè)306位于由晶片邊緣310向內(nèi)延伸一預(yù)定邊緣距離302之處。第三，噴嘴220可被配置為噴嘴開口308的外側(cè)306以一預(yù)定揚(yáng)升距離304而位于晶片表面210之上。
角度θ最好介于約10°到35°之間，更佳的狀況為約15°和25°之間，最佳的情形則是約為20°。邊緣距離302最好是介于約3mm和20mm之間，而最佳狀況是約為5mm。揚(yáng)升距離304最好約為5mm。揚(yáng)升距離304可在約2mm和15mm之間變化。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例來實(shí)施的晶片清洗程序400的流程圖。該程序400由操作步驟402開始，此步驟中半導(dǎo)體晶片200可被載入一刷洗盒102中。該程序400接著移至操作步驟404，其中在刷洗盒102中可將化學(xué)清洗實(shí)施于晶片表面210上。該化學(xué)清洗最好用兩個(gè)刷子204來施行，如以上的參照?qǐng)D3A-1和3A-2所述。接著，程序400將移到操作步驟406，其中一個(gè)刷子(最好為頂部刷204a)從與晶片表面210接觸而被移開。在晶片200轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，晶片200本身最好支撐于底部清洗刷204b和一組滾子202之間，如以上參考圖3B-1和3B-2所述。在實(shí)施操作步驟406之后，程序400移至操作步驟408，其中清洗液由噴嘴系統(tǒng)傳送到晶片表面210。該清洗液最好為去離子水，其被配置成在化學(xué)清洗后能沖掉來自晶片表面210的多余化學(xué)制品和微粒。如上所述，在化學(xué)清洗后施加該清洗液，可避免花費(fèi)時(shí)間來清洗晶片200的必要，以及可避免較不完善的TTB程序。
在操作步驟408后，程序400移到操作步驟410，其中晶片200被移到一旋轉(zhuǎn)、沖洗、和干燥(SRD)站104。一替代移到操作步驟410的方案為，程序400可將晶片200運(yùn)送到一第二刷洗盒102b，且在第二刷洗盒102b中也可以實(shí)施操作步驟404、406和408的組合。在操作步驟410或第二刷洗盒102b處理完畢后，程序400將進(jìn)行操作步驟412，其中可對(duì)晶片200實(shí)施遵循前述清洗操作步驟的制造操作流程。
程序400接著繼續(xù)進(jìn)行判定操作步驟414，其中必須判定是否要清洗下一個(gè)晶片。如果沒有下一個(gè)晶片需要清洗，程序400即告完成。另一方面，若有下一個(gè)晶片需要清洗，程序400將回到操作步驟402，其中有另一個(gè)半導(dǎo)體晶片被載入刷洗盒102中。前述的循環(huán)過程最好一直持續(xù)直到在判定操作步驟414中沒有下個(gè)需要清洗的晶片為止。
圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的另一替代方案的晶片清洗程序500的流程圖。程序500于操作步驟502開始進(jìn)行，其中半導(dǎo)體晶片200被載入一刷洗盒。該程序500接著移到操作步驟504，其中在刷洗盒102中對(duì)晶片表面210實(shí)施化學(xué)清洗。該化學(xué)清洗最好是用兩個(gè)刷子204來施行，如以上參考圖3A-1和3A-2所述。接著，程序500移到操作步驟506，其中刷子204從與晶片表面210接觸處移開。在晶片200轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，晶片200本身最好是支撐于一組滾子202之間，如以上參考圖3B-3和3B-4所述。在操作步驟506后，程序500繼續(xù)進(jìn)行操作步驟508，其中清洗液通過噴嘴系統(tǒng)而傳送到晶片表面210。該清洗液傳送的好處已經(jīng)在前面說明過。
接著，程序500移至操作步驟510，其中晶片200被傳送到一旋轉(zhuǎn)、沖洗和干燥(SRD)站104。一替代移到操作步驟510的方案為，程序500可移到一第二刷洗盒，且在第二刷洗盒中也可以實(shí)施操作步驟504、506和508的組合。在操作步驟510或第二刷洗盒處理完畢后，程序500將進(jìn)行操作步驟512，其中可對(duì)晶片200實(shí)施遵循前述清洗操作步驟的制造操作流程。
程序500接著繼續(xù)進(jìn)行判定操作步驟514，其中必須判定是否要清洗下一個(gè)晶片。如果沒有下一個(gè)晶片需要清洗，程序500即告完成。另一方面，若有下一個(gè)晶片需要清洗，程序500將回到操作步驟502，其中有另一個(gè)半導(dǎo)體晶片被載入刷洗盒中。前述的循環(huán)過程最好一直持續(xù)直到在判定操作步驟514中沒有下個(gè)需要清洗的晶片為止。
以上已經(jīng)針對(duì)施行透過刷子(TTB)技術(shù)的晶片清洗系統(tǒng)提出特定的參考例。然而，本發(fā)明的清洗方法可應(yīng)用到其它型態(tài)的清洗系統(tǒng)，例如以化學(xué)滴管來施行的清洗系統(tǒng)。因此，通過實(shí)施這些晶片清洗方法，整體清洗系統(tǒng)將會(huì)產(chǎn)生較高品質(zhì)的潔凈晶片。
雖然本發(fā)明是以數(shù)個(gè)較佳實(shí)施例來加以說明的，需了解，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀前述的規(guī)格并研究圖式后，將會(huì)了解這些較佳實(shí)施例的各式替代、附加、變更、和等效設(shè)計(jì)等型態(tài)。因此本發(fā)明應(yīng)該包括符合本發(fā)明的真實(shí)精神和范疇的范圍內(nèi)的所有此等替代、附加、變更、和等效設(shè)計(jì)等型態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種晶片表面的清洗方法，包含有用一個(gè)將化學(xué)溶液施加到晶片表面的清洗刷來刷洗晶片的表面；將清洗刷從與晶片表面接觸的地方移開；及將水流輸送到晶片表面，所述的水流輸送被配置成可實(shí)質(zhì)地將化學(xué)溶液從晶片表面上移除。
2.如權(quán)利要求1所述的晶片表面的清洗方法，其特征在于，該用來涂布化學(xué)溶液的清洗刷是以透過刷子(TTB)的化學(xué)制品傳送技術(shù)來實(shí)施。
3.如權(quán)利要求1所述的晶片表面的清洗方法，其特征在于，刷洗工作在刷洗盒中實(shí)施，該刷洗盒具有一清洗刷和一第二清洗刷。
4.如權(quán)利要求3所述的晶片表面的清洗方法，其特征在于，該第二清洗刷用來刷洗晶片底部表面。
5.如權(quán)利要求1所述的晶片表面的清洗方法，其特征在于，將清洗刷從與晶片表面接觸的地方移開即完成化學(xué)清洗操作程序。
6.如權(quán)利要求所述1的晶片表面的清洗方法，其特征在于，將水流輸送到晶片表面的程序還包含有在晶片表面上設(shè)定一第一輸送源和一第二輸送源以便將水流輸送到晶片表面；及其中經(jīng)過第一和第二的各輸送源的水流速約在每分鐘150ml和每分鍾750ml之間。
7.如權(quán)利要求6所述的晶片表面的清洗方法，還包含有將第一輸送源和第二輸送源的壓力范圍設(shè)定在約20psi和50psi。
8.如權(quán)利要求6所述的晶片表面的清洗方法，還包含有將水流向晶片表面輸送的時(shí)間范圍設(shè)定在約5秒和60秒之間。
9.如權(quán)利要求所述6的晶片表面的清洗方法，還包含有持續(xù)輸送水流到晶片表面，直至晶片表面的流體的PH值到達(dá)至少4或4以上為止。
10.如權(quán)利要求6所述的晶片表面的清洗方法，還包含有持續(xù)輸送水流到晶片表面，直至晶片表面的流體的PH值最多到達(dá)8.5或8.5以下為止。
11.如權(quán)利要求1所述的晶片表面的清洗方法，其特征在于，清洗刷上的化學(xué)溶液在刷洗和輸送期間實(shí)質(zhì)上維持一恒定的化學(xué)濃度。
12.一種半導(dǎo)體晶片的清洗系統(tǒng)，包含有一刷洗盒，該刷洗盒包括一頂部刷和一底部刷，其用來刷洗半導(dǎo)體晶片的頂部表面和底部表面，該半導(dǎo)體晶片被配置成以對(duì)立于滾子的旋轉(zhuǎn)方向而設(shè)置于底部刷上；至少一個(gè)將水流施加于半導(dǎo)體晶片的頂部表面上的頂部噴嘴。
13.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體晶片的清洗系統(tǒng)，其特征在于，用來刷洗半導(dǎo)體晶片的頂部表面和底部表面的頂部刷和底部刷運(yùn)用一化學(xué)清洗溶液來運(yùn)作，且至少由一個(gè)頂部噴嘴來施加的水流設(shè)置成可實(shí)質(zhì)地移除化學(xué)清洗溶液。
14.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體晶片的清洗系統(tǒng)，還包含有至少一個(gè)底部噴嘴以將水流施加到半導(dǎo)體晶片的底部表面。
15.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體晶片的清洗系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)頂部噴嘴相對(duì)于半導(dǎo)體晶片的頂部表面具有一個(gè)角度，且該頂部噴嘴以一揚(yáng)升距離位于頂部表面之上。
16.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體晶片的清洗系統(tǒng)，其特征在于，所述的角度約介于10°和35°之間。
17.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體晶片的清洗系統(tǒng)，其特征在于，該揚(yáng)升距離約介于2mm和15mm之間。
18.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體晶片的清洗系統(tǒng)，其特征在于，至少有一頂部噴嘴和半導(dǎo)體晶片的頂部表面的邊緣重疊，該重疊距離約在3mm和20mm之間。
19.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體晶片的清洗系統(tǒng)，其特征在于，該晶片配置成以每分鐘約20轉(zhuǎn)或更慢的速度而旋轉(zhuǎn)。
20.一種半導(dǎo)體晶片的清洗設(shè)備，包含有一刷洗盒，該刷洗盒包括頂部刷和底部刷，其用來刷洗半導(dǎo)體晶片的頂部表面和底部表面，該半導(dǎo)體晶片被配置成與頂部刷和底部刷沒有接觸的狀況下，通過一組滾子來支撐并旋轉(zhuǎn)；至少一個(gè)施加水流到半導(dǎo)體晶片的頂部表面上的頂部噴嘴。
21.如權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體晶片的清洗設(shè)備，其特征在于用來刷洗半導(dǎo)體晶片的頂部表面和底部表面的頂部刷和底部刷運(yùn)用一化學(xué)清洗溶液來運(yùn)作，同時(shí)由至少一個(gè)頂部噴嘴來施加的水流配置成可實(shí)質(zhì)地移除化學(xué)清洗溶液。
22.如權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體晶片的清洗設(shè)備，還包含有至少一個(gè)將水流施加到半導(dǎo)體晶片的底部表面的底部噴嘴。
23.如權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體晶片的清洗設(shè)備，其特征在于，至少有一頂部噴嘴相對(duì)于半導(dǎo)體晶片的頂部表面具有一個(gè)角度，且該頂部噴嘴是以和頂部表面隔開的方式而設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種半導(dǎo)體晶片的清洗方法與系統(tǒng)。該清洗方法的起始是通過使用一種將化學(xué)溶液施加到晶片表面的清洗刷來刷洗晶片的表面。在一實(shí)施例中,該清洗刷是施行通過刷子(TTB,Through the brush)的技術(shù)來涂布化學(xué)制品。刷洗工作通常利用一頂部清洗刷和一底部清洗刷在刷洗盒中進(jìn)行。該頂部清洗刷接著從與晶片表面接觸的地方移開。在刷洗操作期間,在頂部刷中的化學(xué)制品濃度實(shí)質(zhì)上維持著與之前一樣的濃度。接著,將水流(最好是去離子水)輸送到晶片表面。水流的輸送最好配置成在進(jìn)入下個(gè)清洗操作程序前,可實(shí)質(zhì)地將所有的化學(xué)溶液從晶片表面上移除。
文檔編號(hào)H01L21/00GK1355929SQ00808733
公開日2002年6月26日 申請(qǐng)日期2000年5月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月10日
發(fā)明者卡特林納·A·米可哈林奇, 麥克·拉夫金, 唐·E·安德森 申請(qǐng)人:拉姆研究公司