【技術領域】

本發(fā)明是關于一種晶圓處理裝置，尤指一種適用于用于防止晶圓邊緣的底面腐蝕的單晶圓濕式處理裝置。

背景技術：

一般微電子元件是制造于半導體晶圓的正面或裝置面。在半導體晶圓的工藝中，需要對半導體晶圓的正面進行多道工藝處理步驟，例如對晶圓的表面噴灑處理液(例如化學品或去離子水等)，以進行晶圓的蝕刻、清洗等濕式處理程序。請參照圖1，圖1為現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)蝕刻清洗機臺的剖面示意圖。現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)蝕刻清洗機臺10包括一蝕刻腔體12，蝕刻腔體12中設有一載臺14用以承載及固定一晶圓w，載臺14下方的轉(zhuǎn)軸16可依各種工藝參數(shù)的設定需求，進行高低速旋轉(zhuǎn)，進而帶動晶圓w旋轉(zhuǎn)，蝕刻液19則由晶圓w上方的液體供給單元18流下，以對晶圓w的正面進行蝕刻。

再進行上述蝕刻時，如果是在晶圓w低轉(zhuǎn)速的工藝參數(shù)條件下，則晶圓w正面的化學液膜或腐蝕性氣體，有可能因旋轉(zhuǎn)離心力降低，會由晶圓w邊緣流到晶圓w的底面及載臺14上，進而產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，而且在晶圓w底面形成腐蝕污染物，例如金屬微粒、殘留物或薄膜等等。若上述物質(zhì)未移除，將會破壞或 污染晶圓正面的元件。舉例來說，某些用于工藝的金屬材質(zhì)，例如銅，可能自晶圓底面回沾至晶圓正面，如此將造成微電子元件產(chǎn)生缺陷，以及降低制造上的良率。故進行上述濕式工藝時，針對晶圓w底面的保護措施是設備在設計上至關重要的考量點。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，為了防止晶圓邊緣的底面腐蝕，本發(fā)明的目的在于提供一種單晶圓濕式處理裝置，其透過環(huán)形氣體噴嘴對晶圓邊緣的底面產(chǎn)生氣墻，以隔離蝕刻液或腐蝕性氣體對晶圓底面的腐蝕，克服了現(xiàn)有技術中晶圓背面污染的問題。

為達成上述目的，本發(fā)明提供的單晶圓濕式處理裝置用于防止晶圓邊緣的底面腐蝕，其包括旋轉(zhuǎn)夾頭、背洗座及環(huán)形氣體噴嘴。所述旋轉(zhuǎn)夾頭用于固持并旋轉(zhuǎn)一晶圓。所述背洗座設置于所述旋轉(zhuǎn)夾頭周圍，包括環(huán)形平面，所述環(huán)形平面與所述晶圓之底面具有預定間距，背洗座于所述環(huán)形平面之外周緣處為直角結(jié)構(gòu)。所述環(huán)形氣體噴嘴開設于所述背洗座的所述環(huán)形平面上，并與所述晶圓邊緣相距預定距離，且噴出氣體的方向與所述環(huán)形平面夾預定夾角，用以在所述環(huán)形平面與所述晶圓的所述底面之間形成氣墻。所述預定間距介于2mm至5mm，所述預定距離介于10mm至15mm，所述預定夾角介于30度至45度。

在一優(yōu)選實施例中，所述環(huán)形平面之外周緣約等于所述晶圓邊緣，且所述直角結(jié)構(gòu)約切齊所述晶圓邊緣。

在一優(yōu)選實施例中，所述預定間距為3mm。

在一優(yōu)選實施例中，所述預定距離為13mm。

在一優(yōu)選實施例中，所述預定夾角為40度。

在一優(yōu)選實施例中，所述環(huán)形氣體噴嘴為在所述背洗座上之一環(huán)形斜縫結(jié)構(gòu)。

在一優(yōu)選實施例中，所述環(huán)形氣體噴嘴用于噴出氮氣，且噴出氮氣的流量介于100lpm(公升/分鐘)至150lpm。優(yōu)選地，噴出氮氣的流量為120lpm。

在一優(yōu)選實施例中，所述單晶圓濕式處理裝置進一步包括內(nèi)環(huán)形氣體噴嘴，其開設于所述背洗座的所述環(huán)形平面上，并與所述環(huán)形氣體噴嘴呈同心圓，用以在所述環(huán)形平面與所述晶圓的所述底面之間形成氣墻。

在一優(yōu)選實施例中，所述單晶圓濕式處理裝置進一步包括純水噴頭，所述純水噴頭開設于所述背洗座的所述環(huán)形平面上，用于對所述晶圓邊緣的所述底面沖洗。

相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的單晶圓濕式處理裝置透過設置所述預定間距介于2mm至5mm，所述預定距離介于10mm至15mm，所述預定夾角介于30度至45度，而可最佳化阻隔欲流到晶圓底面的蝕刻液或腐蝕性氣體，而得到極佳的保護效果。另外，優(yōu)選地，設定所述預定間距為3mm、所述預定距離為13mm、預定夾角為40度及噴出氮氣的流量為120lpm，可得最佳的晶圓底面保護效果。

為讓本發(fā)明之上述和其他目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，配合所附圖式，作詳細說明如下：

【附圖說明】

圖1為現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)蝕刻清洗機臺的剖面示意圖；

圖2為本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的單晶圓濕式處理裝置的俯視示意圖；

圖3為圖2沿a-a’線段的剖面示意圖；

圖4為圖3的背洗座與晶圓的局部放大圖；

圖5為本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的單晶圓濕式處理裝置的俯視示意圖；

圖6為圖5沿b-b’線段的剖面示意圖。

【具體實施方式】

本發(fā)明的數(shù)個優(yōu)選實施例借助所附圖式與下面的說明作詳細描述，在不同的圖式中，相同的元件符號表示相同或相似的元件。

請參照圖2及圖3，圖2為本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的單晶圓濕式處理裝置的俯視示意圖，圖3為圖2沿a-a’線段的剖面示意圖。如圖所示，本第一優(yōu)選實施例的單晶圓濕式處理裝置20用于防止晶圓邊緣32的底面34受到蝕刻液19或氣體腐蝕。為了清楚表示，圖2未示出晶圓w。詳細而言，如圖3所示，本實施例的單晶圓濕式處理裝置20包括一旋轉(zhuǎn)夾頭22、一背洗座24、一環(huán)形氣體噴嘴26及一純水噴頭28。上述元件可設置于一蝕刻腔體(圖未示)中，旋轉(zhuǎn)夾頭22上還設有液體供給單元18，以提供蝕刻液19或清潔液等流體。

如圖3所示，所述旋轉(zhuǎn)夾頭(chuck)22用于固持并旋轉(zhuǎn)晶圓w，優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)夾頭22可產(chǎn)生一真空負壓以吸取固定住晶圓w。此外，旋轉(zhuǎn)夾頭22連接至一可作高低速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸16，用以旋轉(zhuǎn)晶圓w。

如圖2及圖3所示，所述背洗座24設置于所述旋轉(zhuǎn)夾頭22周圍，背洗座24包括一環(huán)形平面242，所述環(huán)形平面242與所述晶圓w的底面34具有一預定間距p，即環(huán)形平面242稍低于旋轉(zhuǎn)夾頭22的平面，使得晶圓w不會接觸到環(huán)形平面242。所述預定間距p介于2mm至5mm，可得優(yōu)選的防止侵蝕效果，在本實施例中，所述預定間距p為3mm。背洗座24于所述環(huán)形平面242之外周緣244處為一直角結(jié)構(gòu)r，也就是說，本實施例的背洗座24于所述環(huán)形平面242之外周緣244不會有弧形或?qū)Ы堑慕Y(jié)構(gòu)，以防止氣流擾流而侵蝕晶圓w的底面34。值得注意的是，所述環(huán)形平面242之外周緣244約等于所述晶圓邊緣32，且所述直角結(jié)構(gòu)r約切齊所述晶圓邊緣32，即環(huán)形平面242之外周緣244約等于晶圓w的直徑定義出的圓形。

請參照圖4，圖4為圖3的背洗座24與晶圓的局部放大圖。所述環(huán)形氣體噴嘴26開設于所述背洗座24的所述環(huán)形平面242上，并與所述晶圓邊緣32相距一預定距離d，且噴出氣體(圖未示)的方向(即開口的切線方向)與所述環(huán)形平面242夾一預定夾角c，用以在所述環(huán)形平面242與所述晶圓w的所述底面34之間形成氣墻或氣墊，而可阻隔蝕刻液19或者氣體對晶圓的底面34的侵蝕。具體而言，所述環(huán)形氣體噴嘴26為在所述背洗座24上之一環(huán)形斜 縫結(jié)構(gòu)262。進一步而言，所述預定距離d介于10mm至15mm，可得優(yōu)選的氣墻或氣墊效果，在本實施例中，所述預定距離d為13mm。此外，預定夾角c夾角介于30度至45度，同樣可得優(yōu)選的氣墻或氣墊效果，在本實施例中，所述預定夾角c為40度。值得一提的是，所述環(huán)形氣體噴嘴26用于噴出氮氣，且噴出氮氣的流量介于100lpm(公升/分鐘)至150lpm，可得優(yōu)選地氣墻形成效果。在此實施例中，噴出氮氣的流量為120lpm。

請參照圖2，除了利用上述環(huán)形氣體噴嘴26阻隔蝕刻液19或者氣體外，本實施例的單晶圓濕式處理裝置20進一步包括純水噴頭28，所述純水噴頭28開設于所述背洗座24的所述環(huán)形平面上242，用于噴出去離子水(diwater)對所述晶圓邊緣32的所述底面34沖洗，進一步保護底面34。

請參照圖5及圖6，圖5為本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的單晶圓濕式處理裝置的俯視示意圖，圖6為圖5沿b-b’線段的剖面示意圖。本實施例的單晶圓濕式處理裝置40用于防止晶圓邊緣32的底面34受到蝕刻液19或氣體腐蝕。本實施例的單晶圓濕式處理裝置40包括旋轉(zhuǎn)夾頭22、背洗座24、環(huán)形氣體噴嘴26、純水噴頭28及一內(nèi)環(huán)形氣體噴嘴27。上述元件可設置于蝕刻腔體(圖未示)中，旋轉(zhuǎn)夾頭22上還設有液體供給單元18，以提供蝕刻液19或清潔液等流體。與上述第一實施例不同的是，本實施例的單晶圓濕式處理裝置40進一步包括內(nèi)環(huán)形氣體噴嘴27，內(nèi)環(huán)形氣體噴嘴27開設于所述背洗座24的所述環(huán)形平面242上，并與所述環(huán)形氣體噴嘴26呈同心圓，用以在所述環(huán)形平面242與所述晶圓w的所述 底面34之間形成氣墻，以進一步加強氣體(如酸氣)的阻隔。

進一步而言，透過設置于環(huán)形氣體噴嘴26內(nèi)圈的內(nèi)環(huán)形氣體噴嘴27，第二優(yōu)選實施例的單晶圓濕式處理裝置40可用于大尺寸的晶圓如12、18吋等，而得到優(yōu)選的防止侵蝕效果。另外，所述環(huán)形氣體噴嘴26及內(nèi)環(huán)形氣體噴嘴27可分別連接至第一氣源271及第二氣源272。第一氣源271及第二氣源272可同時供給氮氣給環(huán)形氣體噴嘴26及內(nèi)環(huán)形氣體噴嘴27，也可分別控制第一氣源271及第二氣源272，而不同時供給氮氣，或者只供給環(huán)形氣體噴嘴26及內(nèi)環(huán)形氣體噴嘴27兩者其中之一。

綜上所述，本發(fā)明的單晶圓濕式處理裝置20、40透過設置所述預定間距p介于2mm至5mm，所述預定距離d介于10mm至15mm及所述預定夾角c介于30度至45度，而可最佳化阻隔欲流到晶圓w的底面34的蝕刻液19或氣體，而得到極佳的保護效果。另外，優(yōu)選地，設定所述預定間距為3mm、所述預定距離為13mm、預定夾角為40度及噴出氮氣的流量為120lpm，可得最佳的底面34保護效果。

雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的變更和潤飾。因此，本發(fā)明的保護范圍當視后附的權利要求所界定者為準。

雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例揭露如上，但上述優(yōu)選實施例并非用以限制本發(fā)明，本領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍 以權利要求界定的范圍為準。