CN1400637A

CN1400637A - 芯片洗净装置和方法

Info

Publication number: CN1400637A
Application number: CN 01124015
Authority: CN
Inventors: 蔡荣辉; 曾素玲; 庄娟茹
Original assignee: Silicon Integrated Systems Corp
Current assignee: Silicon Integrated Systems Corp
Priority date: 2001-08-06
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2003-03-05
Anticipated expiration: 2021-08-06
Also published as: CN1165075C

Abstract

一种芯片洗净装置和方法，其目的在于通过连续监测已用作清洗后的水的电性质，而在线上监测芯片的洁净度，该芯片洗净装置包括供水装置、电性质监测装置以及信号传送装置，供水装置用以将水供应至芯片的表面；电性质监测装置则用以连续侦测已用作清洗后的水的电性质，而送出电性质信号；信号传送装置用以接收电性质信号。当电性质信号未达到既定值时，送出继续清洗芯片信号至供水装置，当电性质信号达到既定值时，送出停止清洗芯片信号至供水装置。由监测已用作清洗后的水的电性质。本发明可在线上直接监测芯片的洁净度，避免芯片发生洗净不足或过度洗净的情况，可达到最高的经济效益。

Description

芯片洗净装置和方法

技术领域

本发明涉及一种芯片洗净装置和方法，特别是一种有关于由监测已用作清洗后的水的电性质，而在线上直接监测芯片的洁净度的芯片洗净装置和方法。

背景技术

在超大规模集成电路(ULSI)制程中，芯片在进入高温炉管进行扩散或氧化热制程前、进行化学气相沉积薄膜前、或进行薄膜蚀刻后，均必须经过化学洗净(chemical cleaning)、去离子清洗(DI water rinse)、及干燥(drying)步骤，才能使芯片表面达到高洁净度(cleanliness)的要求，因此，芯片洗净技术是影响芯片工厂制造的合格品率(yield)、元件品质及可靠度的重要因素之一。其中洗净的目的主要是用来清除芯片表面的脏污(contamination)，如微粒(particle)，有机物(organic)、和无机物金属离子(metal ions)等。

目前使用的洗净技术，可大致分为湿式化学洗净技术和物理洗净技术两种。湿式化学洗净技术中以RCA化学洗净技术制程最为常用，其洗净程式为：以SC1配方洗净→QDR(quick dump rinse；快速冲洗)→以SC2配方洗净→QDR→最后冲洗(final rinse)。

物理洗净技术则主要是以物理作用来清洗芯片，而不使用任何化学品。芯片经由真空吸盘(vacuum chuck)被固定在刷洗机内，以刷子在高速旋转的芯片表面上来回刷洗，同时有去离子水喷洗芯片表面，主要可去除微粒的污染。

在上述芯片的洗净制程中，都有使用去离子水冲洗或喷洗芯片的程序。传统上都是以时间来控制芯片的洁净度，即以去离子水冲洗或喷洗芯片一段固定时间。因此有可能会发生洗净不足或过度洗净的情况。洗净不足则无法达到预期的洁净度，过度洗净则会造成成本上的浪费。

发明内容

本发明的目的是为解决上述问题，而提供一种芯片洗净装置和方法，其可籍由连续监测已用作清洗后的水的电性质，而在线上监测芯片的洁净度。

为了完成本发明的目的，本发明提供一种芯片洗净装置，其中包括：

一第一臂和一第二臂；

一供水装置，用以将水经由该第二臂供应至一芯片的表面，以清洗芯片的表面；

一电性质监测装置，用以连续侦测已用作清洗后的水的电性质，而送出一电性质信号；

一信号传送装置，用以接收该电性质信号，当该电性质信号未达到一既定值时，送出一继续清洗芯片信号至该供水装置，当该电性质信号达到一既定值时，送出一停止清洗芯片信号至该供水装置；以及

一刷洗装置，设置于该第一臂上，用以在以水清洗该芯片的表面时，刷洗该芯片。

其中包括一喷洗头，设置于该第二臂上，与该供水装置连接。

其中包括一高音速喷嘴，设置于该第二臂上，与该供水装置连接。

其中包括一震荡器，设置于该第二臂上且与该高音速喷嘴连接；以及一高音速控制器，与该震荡器连接。

其中该水为去离子水。

其中该电性质为导电度。

其中该电性质为电阻值。

本发明还提供一种芯片洗净方法，其中包括：

以水清洗一芯片的表面；以及

连续监测已用作清洗后的水的电性质，当该电性质未达到一既定值时，继续清洗芯片，而当该电性质达到一既定值时，停止清洗芯片

当以水清洗该芯片的表面时，同时以一刷洗装置刷洗该芯片。

该水为去离子水。

该电性质为导电度。

该电性质为电阻值。

本发明的优点和特点是：本发明提供的芯片洗净装置和方法与现有技术相比，不仅可以有效地清洗芯片，而且，在使用去离子水冲洗或喷洗芯片的程序中，克服以时间来控制芯片的洁净度，即以去离子水冲洗或喷洗芯片一段固定时间的方式带来的缺陷，避免发生洗净不足或过度洗净的情况。可达到预期的洁净度，节约成本。本发明的芯片洗净装置结构简单，方法可靠有效。

附图说明

图1为表示本发明芯片洗净装置的第一实施例的外观示意图；

图2为表示本发明芯片洗净装置的内部示意图；

图3为表示本发明芯片洗净的方法流程图；

图4为表示本发明芯片洗净装置的第二实施例的外观示意图。

附图的标号说明10、洗净槽 12、真空吸盘 14、转轴 16、刷洗装置 20、芯片30、供水装置 32、喷洗头 40、电性质监测装置 50、信号传送装置61、右臂 62、左臂 71、震荡器 72、高音速喷嘴 73、高音速控制器80、基座 100、200、芯片洗净装置 S、电性质信号 R1、继续清洗芯片信号R2、停止清洗芯片信号

具体实施方式

为了使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选的实施例，并配合附图，作详细说明如下。第一实施例

请参阅图1、2，它们表示本发明的芯片洗净装置100的第一实施例的示意图。其中图1显示本实施例的芯片洗净装置100的外观示意图，而图2显示本实施例的芯片洗净装置100的内部示意图。

参考图1、2，标号80代表一基座，在基座80内可设置芯片洗净装置100的元件；洗净槽10设置于基座80内，而在洗净槽10内设有一真空吸盘(vacuumchuck)12、一转轴14(如图2所示)，转轴14与真空吸盘12连接，真空吸盘12上可放置一芯片20，藉由转轴14的高速旋转以使芯片20在真空吸盘12上高速旋转。

基座80内分别设有一右臂61和一左臂62，在右臂61前端有一刷洗装置16，刷洗装置16可如箭头E般转动，而与设置于真空吸盘12上的芯片20接触，用以来回刷洗芯片20的表面。且在右臂61内藏有步进马达、可调整的弹簧机构和汽缸(未图示)，刷洗装置16与未图示的步进马达、可调整的弹簧机构和汽缸联接，且籍由此未图示的步进马达、可调整的弹簧机构和汽缸而可自由地移动和转动。

一喷洗头32设置于左臂62前端，且在左臂62内藏有步进马达(未图示)，由此未图示的步进马达在箭头D方向(如图1所示)上转动左臂62以及设置于左臂62上的喷洗头32。

一供水装置30可将去离子水供应至喷洗头32，然后喷洗头32中喷出的去离子水以箭头A、B(如图2所示)的方向行进，以喷洗芯片20的表面。在洗净槽10内，高速旋转的芯片20同时被去离子水喷洗以及被刷洗装置16刷洗。

如图2所示，本实施例的芯片洗净装置100包括上述的供水装置30，一电性质监测装置40，以及一信号传送装置50。电性质监测装置40设于洗净槽10的下方。已用作清洗芯片20后的水可沿着箭头C的方向由洗净槽10的下方排出，而到达电性质监测装置40。电性质监测装置40可连续监测已用作清洗后的水的电性质，而送出一电性质信号S。信号传送装置50则可接收电性质信号S，当电性质信号S未达到一既定值时，送出一继续清洗芯片信号R1至供水装置30，当电性质信号S达到一既定值时，送出一停止清洗芯片信号R2至供水装置30。

图3显示本实施例的芯片洗净方法的流程图。首先将芯片输入。接着以水清洗芯片的表面，连续监测已用作清洗后的水的电性质。当电性质未达到一既定值时，则沿着“不足”(FAIL)的路线，继续清洗芯片。而当电性质达到一既定值时，则沿着“通过”(PASS)的路线，停止清洗芯片，将芯片输出。

本实施例由监测已用作清洗后的水的电性质，以监测芯片的洁净度的原理，污染程度不同的水会具有不同的电性质。适合用作监测的电性质并没有一定限制，只要是污染程度大和污染程度小的水，其电性质有差异即可。例如可监测水的导电度和电阻值。

上述实施例为一般物理洗净技术程序，所欲去除的污染物一般是微粒。由于水中含有微粒的多少，会造成其电性质的不同，因此，若设定一既定值，监测已用作清洗的水的电性质是否达到该既定值，即可由此判定水中含有的微粒是否达到要求，因而可得知芯片表面上的微粒数是否达到要求，而可知芯片的洁净度。

一般湿式化学洗净技术中，使用水洗净芯片的步骤是在使用化学品洗净芯片之后进行的，以除去芯片上残留的化学品。依据上述类似的原理，水中含有化学品浓度的多少，会造成电性质的不同。因此，若设定一既定值，监测已用作清洗的水的电性质是否达到该既定值，即可由此判定水中含有化学品的浓度是否达到要求，因而可得知芯片表面上的化学品浓度是否达到要求，而可知芯片的洁净度。藉由本实施例的芯片清洗方法和装置，由于加装了电性质监测装置和信号传送装置，可连续监测已用作清洗后的水的电性质，并将电性质信号反馈(feedback)到供水装置，以决定是否继续供水以清洗芯片，或者停止供水并停止清洗芯片。如此，本实施例籍由监测已用作清洗后的水的电性质，可在线上直接监测芯片的洁净度。以此方式，可避免芯片发生洗净不足或过度洗净的情况，可达到最高的经济效益。第二实施例

图4显示本发明的芯片洗净装置200的第二实施例的外观示意图，其中本实施例中的洗净槽10、真空吸盘12、转轴14、刷洗装置16、芯片20、供水装置30、电性质监测装置40、信号传送装置50、右臂61、左臂62、基座80等元件的构成与设置方式均与第一实施例相同，在此标以相同的符号且省略其说明。

本实施例与第一实施例不同处在于：增设一震荡器(oscillator)71、一高音速喷嘴(megasonic nozzle)72以及一高音速控制器(megasoniccontroller)73。

高音速控制器73用以在去离子水洗净芯片20表面时，激发去离子水的分子而可进行超音波清洗(ultrasonic cleaning)；震荡器71设置于左臂62上，其作为高音速喷嘴72与高音速控制器73的震荡传递装置；高音速喷嘴72代替第一实施例中的喷洗头32，其设置于左臂62上且经由震荡器71与高音速控制器73连接。

藉由上述构成，从高音速喷嘴72喷出的去离子水，可对芯片20表面进行超音波洗净；由于本实施例的其他构成均与第一实施例相同，因此已用作清洗芯片20后的水可由洗净槽10的下方排出，而到达电性质监测装置40。电性质监测装置40可连续侦测已用作清洗后的水的电性质，而如第一实施例般，送出一电性质信号S。信号传送装置50则可接收电性质信号S，当电性质信号S未达到一既定值时，送出一继续清洗芯片信号R1至供水装置30，当电性质信号S达到一既定值时，送出一停止清洗芯片信号R2至供水装置30。

本实施例的芯片洗净方法与第一实施例相同，如图3所示，在此省略其说明。

如上述，本实施例也可达到第一实施例的功效。

虽然本发明已以优选实施例说明如上，但其并非用以限定本发明，任何本领域普通专业技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作更动与修饰，因此本发明的保护范围以权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1、一种芯片洗净装置，其特征在于：

包括：

一第一臂和一第二臂；

2.如权利要求1所述的芯片洗净装置，其特征在于：其中包括一喷洗头，设置于该第二臂上，与该供水装置连接。

3.如权利要求1所述的芯片洗净装置，其特征在于：其中包括一高音速喷嘴，设置于该第二臂上，与该供水装置连接。

4.如权利要求3所述的芯片洗净装置，其特征在于：其中包括一震荡器，设置于该第二臂上且与该高音速喷嘴连接；以及一高音速控制器，与该震荡器连接。

5.如权利要求1所述的芯片洗净装置，其特征在于：其中该水为去离子水。

6.如权利要求1所述的芯片洗净装置，其特征在于：其中该电性质为导电度。

7.如权利要求1所述的芯片洗净装置，其特征在于：其中该电性质为电阻值。

8.一种芯片洗净方法，其特征是：

包括：

以水清洗一芯片的表面；以及

连续监测已用作清洗后的水的电性质，当该电性质未达到一既定值时，继续清洗芯片，而当该电性质达到一既定值时，停止清洗芯片。

9.如权利要求8所述的芯片洗净方法，其特征在于：当以水清洗该芯片的表面时，同时以一刷洗装置刷洗该芯片。

10.如权利要求8所述的芯片洗净方法，其特征在于：该水为去离子水。

11.如权利要求8所述的芯片洗净方法，其特征在于：该电性质为导电度。

12.如权利要求8所述的芯片洗净方法，其特征在于：该电性质为电阻值。