TW201620039A - 晶圓狀物件之處理方法及設備 - Google Patents

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牧弘 周
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Abstract

本發明係關於一種晶圓狀物件的處理裝置，包含提供一氣密式封閉容器之處理室; 一位於該密閉處理室內之旋轉夾頭;與該夾頭相對放置之一加熱器，俾以僅從一側加熱支撐於該夾頭上之一晶圓狀物件而不需接觸到該晶圓狀物件; 該加熱器放射出之輻射在波長範圍390nm~550nm具有最大強度; 以及與該夾頭相對放置之一至少一第一液體配送器，俾以將一處理液體配送至一晶圓狀物件之與面對該加熱器之該晶圓狀物件之該側相對的另一側上。

Description

晶圓狀物件之處理方法及設備
本發明係大致關於在一密閉處理室中對晶圓狀物件（例如半導體晶圓）之處理方法及設備。
半導體晶圓會受到各種表面處理製程，例如蝕刻、清洗、拋光以及材料沉積。為了能容納此等製程，一單一晶圓可以由與可旋轉之載體相關聯之夾頭以相對於一個以上之處理流體噴嘴的方式所支撐，例如在美國專利號第4,903,717及5,513,668中所述。
或者，用以支撐晶圓且以環狀轉子的形式出現的夾頭係位於一密閉處理室內，其可透過一主動式磁性軸承驅動而不需實際接觸，如國際專利公開號第WO 2007/101764以及美國專利號第6,485,531中所描述。因離心作用而被自旋轉晶圓之邊緣向外驅動之處理流體係被輸送至一共用排放口丟棄。
雖然已有多種單一晶圓濕式處理的方法及設備為人所知，但自半導體晶圓剝除光阻仍是個難題，尤其以離子（例如硼及砷）深植入光阻時。該等方法中大部分均需要使用大量的濃硫酸，其為相當昂貴之製程化學品，且無法回收再利用。
本發明者們意外地發現，將晶圓狀物件以一特別方式加熱、並且將臭氧可控地導入至該處理室，可出乎意料地有效移除該晶圓狀物件上之即使是深植的光阻，基於上述發現，故發展出在密閉處理室中對晶圓狀物件處理的改良方法及設備。
因此，在一態樣而言，本發明係關於晶圓狀物件之處理裝置，其包含一密閉處理室，其包含提供一氣密式封閉容器之外殼。一位於該密閉處理室內之旋轉夾頭，用以支撐一預定直徑之晶圓狀物件於其上。與該夾頭相對放置之一加熱器，俾以僅從一側加熱支撐於該夾頭上之一晶圓狀物件而不需接觸到該晶圓狀物件。該加熱器放射出之輻射在波長範圍390nm~550nm具有最大強度。與該夾頭相對放置之至少一第一液體配送器，俾以將一處理液體配送至與面對該加熱器之該晶圓狀物件之該側相對的晶圓狀物件之另一側上。所選定之波長主要係用以使基板被加熱而非處理室。將該液體配送器定位於與該加熱器所在之晶圓狀物件之相對側可容許該晶圓狀物件之正面被進行處理而其背面被加熱。
根據本發明之裝置的較佳實施例中，該夾頭為位於該處理室內的磁環轉子，並被位於該處理室外部之一定子所環繞。
根據本發明之裝置的較佳實施例中，該旋轉夾頭係由一馬達所驅動，該馬達之輸出係傳送至連接到該夾頭之一旋轉軸。
根據本發明之裝置的較佳實施例中，該處理室包含一上部區域及一下部區域，該至少一第一液體配送器之一出口係位於該上部區域內，且該加熱器位於該下部區域內或者與該下部區域相鄰，藉此該加熱器係用以自一晶圓狀物件之一底側將其加熱，而該至少一第一液體配送器係用以配送處理液體至該晶圓狀物件之一上側。
根據本發明之裝置的較佳實施例中，該加熱器放射出之輻射在波長範圍400nm~500nm具有最大強度。
根據本發明之裝置的較佳實施例中，該加熱器具有一藍色發光二極體陣列。
根據本發明之裝置的較佳實施例中，該藍色發光二極體陣列係與該預定直徑之一晶圓狀物件實質上共同延伸。
根據本發明之裝置的較佳實施例中，該裝置亦包含一臭氧產生器，用以輸送臭氧氣體至通往該處理室內之一氣體入口。
根據本發明之裝置的較佳實施例中，該氣體入口係相對於該夾頭而放置，俾以朝向與面對該加熱器之該晶圓狀物件之該側相對之一晶圓狀物件之一側輸送臭氧氣體。
根據本發明之裝置的較佳實施例中，其中更包含一第一平板，其位於該加熱器以及受支撐於該夾頭上之一晶圓狀物件之間，該第一平板對於該加熱器所發射出之輻射為實質通透。
根據本發明之裝置的較佳實施例中，該第一平板係由石英或藍寶石所製成。
根據本發明之裝置的較佳實施例中，該第一平板形成該處理室之一壁的至少一部份，該加熱器係安裝於該處理室外部。
根據本發明之裝置的較佳實施例中，該第一平板係放置於該夾頭之一基體上方且位於當受支撐於該夾頭上之一晶圓狀物件的下方，該第一平板係安裝於該處理室內部之該夾頭上。
根據本發明之裝置的較佳實施例中，更包含安裝於該夾頭上之一第二平板而用以與其一起旋轉，該第二平板係位於與該至少一第一液體配送器所在之一晶圓狀物件的同一側上，該第二平板乃遮蔽了該處理室之一側的一內部而不受到自該晶圓狀物件甩落的液滴。
根據本發明之裝置的較佳實施例中，一至少一第二液體配送器係安裝於與該加熱器所在之該晶圓狀物件之一相同側上。
根據本發明之裝置的較佳實施例中，該加熱器係用以加熱該預定直徑之一矽晶圓至超過300℃的溫度。
在另一態樣中，本發明係關於一種晶圓狀物件之處理方法，其步驟包含：將一預定直徑之一晶圓狀物件定位於一密閉處理室中之一旋轉夾頭上;以一加熱器發出在波長範圍390nm~550nm具有最大強度之輻射僅從一側加熱該晶圓狀物件而不接觸該晶圓狀物件;以及將處理液體配送至與面對該加熱器之該晶圓狀物件之該側相對之該晶圓狀物件之另一側上。
該加熱步驟可以與該處理液體的配送步驟同時執行。或者或是額外地，處理液體的配送步驟可以在該晶圓狀物件的加熱步驟之前以及/或之後進行。
根據本發明之方法的較佳實施例中，其步驟更包含引入一主要為氣態的臭氧至該密閉處理室。較佳的是在該晶圓狀物件被以在波長範圍390nm~550nm具有最大強度之輻射加熱後以及/或加熱期間，將臭氧導入而與該晶圓狀物件相接觸。
根據本發明之方法的較佳實施例中，該導入臭氧的步驟以及該配送處理液體的步驟係依序執行，中間不需將該晶圓狀物件移出該密閉處理室。如此表示該液體處理可以在臭氧處理之前以及/或之後進行。
在一較佳實施例中，臭氧係供應至該晶圓狀物件之非面對加熱器的該側。此較佳係藉由朝向該晶圓狀物件之非面對加熱器之該側的至少一噴嘴來執行。或者，臭氧可以透過任何其他之孔洞（例如靠近該晶圓狀物件之邊緣處、甚或透過加熱器中之一開口）而供應至該處理室。
根據本發明之方法的較佳實施例中，該導入臭氧的步驟以及該配送處理液體的步驟係同時進行。
根據本發明之方法的較佳實施例中，其中該晶圓狀物件為一半導體晶圓，其一側上形成有複數個半導體裝置元件而與面對該加熱器之該側相對。
根據本發明之方法的較佳實施例中，該處理液體實質無硫酸。
根據本發明之方法的較佳實施例中，其中加熱該晶圓狀物件之該步驟會導致該晶圓狀物件達到超過300℃的溫度。
在更另一態樣中，本發明係關於一種自基板剝除光阻的製程，其步驟係包含將過氧化氫水溶液配送至該基板的表面上，其中該表面包含欲剝除之光阻，且其中該基板係放置於一密閉處理室內;在該過氧化氫水溶液停留在基板表面時，引入臭氧氣氛至該密閉處理室;加熱該基板;並將剝除的光阻自基板移除。
根據本發明之製程的較佳實施例中，該加熱步驟係以範圍在150℃～500℃之間的溫度進行。
根據本發明之製程的較佳實施例中，該加熱步驟係以範圍在200℃～450℃之間的溫度進行。
根據本發明之製程的較佳實施例中，該加熱步驟係以範圍在250℃～400℃之間的溫度進行，較佳是超過300℃。
根據本發明之製程的較佳實施例中，該過氧化氫水溶液具有20％～40％的過氧化物濃度，較佳是25～35％，更佳是30-34％。
根據本發明之製程的較佳實施例中，該基板為一半導體晶圓。
根據本發明之製程的較佳實施例中，該半導體晶圓於製程期間係安裝於一旋轉夾頭上。
根據本發明之製程的較佳實施例中，引入臭氧氣氛至該密閉處理室的步驟始於將過氧化氫水溶液配送至該基板表面上的步驟之前。
根據本發明之製程的較佳實施例中，該配送步驟為混拌配送式(puddle dispensing)，其中乃維持一預定量的過氧化氫水溶液在該基板的表面上。
根據本發明之製程的較佳實施例中，該配送為流動配送，其中該過氧化氫水溶液乃流經整個基板表面而離開。
根據本發明之製程的較佳實施例中，該密閉處理室在製程期間並不含無機酸。
根據本發明之製程的較佳實施例中，該密閉處理室在製程期間並不含硫酸。
根據本發明之製程的較佳實施例中，該過氧化氫水溶液係以200-800 ml/min 的流速配送至該基板上，流速較佳為300-700 ml/min、更佳為400-600 ml/min、最佳為450-550 ml/min 。
根據本發明之製程的較佳實施例中，該過氧化氫水溶液係維持與該基板接觸30-180秒，較佳為45-150秒、更佳為60-120秒，最佳為80-110秒。
根據本發明之製程的較佳實施例中，將剝除的光阻自基板移除的步驟包含以去離子水清洗該基板。
根據本發明之製程的較佳實施例中，該表面係於該移除步驟之後與氮氣接觸，俾以使該表面乾燥。
根據本發明之製程的較佳實施例中，欲自該基板表面剝除之光阻為一碳硬式遮罩薄膜。
根據本發明之製程的較佳實施例中，該加熱步驟係於臭氧開始導入至該密閉處理室之後開始進行，且在該過氧化氫水溶液仍與該基板表面接觸時就已終止。
參閱圖1，係說明根據本發明之第一實施例中之晶圓狀物件之表面的處理設備，其包含一外部處理室，較佳係由包覆有PFA（perfluoroalkoxy 全氟烷氧基）樹脂的鋁所製成。本實施例中之處理室具有一主要柱狀壁10、一下部?12以及一上部15。從上部15延伸出一較窄的柱狀壁34，其由一蓋36封閉。
一旋轉夾頭30乃置於該處理室1之該上部中，並由柱狀壁34所環繞。在使用該設備期間，旋轉夾頭30旋轉式地支撐一晶圓W。該旋轉夾頭30結合一旋轉驅動機，其包含一環狀齒輪38而嚙合並驅動複數個偏心可移動式的抓取構件（未顯示），以選擇性地接觸及放開晶圓W之周圍邊緣。
在本實施例中，該旋轉夾頭30為一環狀轉子而鄰接至該柱狀壁34之內表面。一定子32的位置係與該環狀轉子相對而鄰接於柱狀壁34之外表面。轉子30與定子32係作為一馬達而讓環狀轉子30（以及藉此之受支撐的晶圓W）透過一主動式磁性軸承而被轉動。例如，定子32可包含複數個經主動控制的電磁線圈或繞線，而透過轉子上提供之相應的永久磁鐵來旋轉式地驅動該旋轉夾頭30。該旋轉夾頭30之軸向及徑向軸承亦可以由定子之主動控制或永久磁鐵來達成。因此，該旋轉夾頭30可以無機械接觸的情況下浮置及旋轉式驅動。或者，該轉子可以利用一被動軸承而受支撐，其中該轉子之磁鐵係由配置於處理室外側之一外部轉子周圍上相應的高溫超導體磁鐵（HTS磁鐵）所支撐。有了這個選擇性的實施例，環狀轉子之每一磁鐵係固定於其相應之該外部轉子之HTS磁鐵。因此該內部轉子如同該外部轉子，不需實際連接便可有相同動作。
蓋36具有一安裝於其外部上之歧管42，其提供穿過蓋36並開啟至晶圓W上方之處理室的介質入口43、44、45。較佳係提供至少三個噴嘴。自圖1所指出之臭氧產生器41供應主要為氣態的臭氧至噴嘴（入口）43、44、45其中之一。另外兩個噴嘴可例如分別供應酸及清洗液體（例如去離子水或異丙醇）。
吾人應注意到本實施例中之晶圓W係自該旋轉夾頭30朝下懸吊、且由夾頭30之抓取構件所支撐，俾使通過入口43、44、45所供應之流體會撞擊到晶圓W之面朝上的表面。
另一個流體入口在圖中係顯示為46，其於較佳實施例中係與氮氣供應相通。需要的話，可沿著蓋36之各個不同的徑向位置提供一系列的此等入口。
在晶圓W為一半導體晶圓的情況下，例如是300 mm或450 mm的直徑者，晶圓W之面朝上之該側可能是該裝置側或是晶圓W之相對側，其係由晶圓W如何放置在旋轉夾頭30上而決定，而其又是依序由處理室1內所執行之特定製程所支配。
圖1之設備更包含一內蓋2而可相對於處理室1移動。圖中顯示之內蓋2係位於其第一位置、或關閉位置，而將旋轉夾頭30與處理室1之外柱狀壁10隔開。本實施例中之蓋2係大致為杯狀，而包含一環繞著豎立之柱狀壁21的底座（圖中未顯示）。蓋2更包含一中空軸22，以支撐該底座並橫跨處理室1之下壁14。
中空軸22係由形成於處理室1內之一軸套所環繞，且此等元件乃由一動態密封件所連接，該動態密封件可讓中空軸22相對於軸套移動而仍維持處理室1內之氣密。
在柱狀壁21的頂部係連接一環形偏轉構件24，其面朝上之一表面乃攜帶一容器26（見圖2）。蓋2較佳包含橫跨底座（圖中未顯示）之一流體介質入口28，俾使處理流體以及清洗液體可被導入處理室而到達晶圓W之面朝下之表面上。
蓋2進一步包含通至一排放管25之一處理液體排放開口23。雖然管25係牢牢地安裝於蓋2之底座（圖中未顯示）上，其係透過一動態密封件而橫跨處理室之底壁（下壁）14，俾使該管可以相對於底壁14而軸向滑動，同時維持氣密。
一排氣口16橫跨處理室1之壁10，且連接至一適當排氣管（未顯示）。
圖2中所顯示的位置係相應於晶圓W之裝載或卸載。具體而言，晶圓W可通過側門50而裝載至旋轉夾頭30上，側門50在圖2中顯示為位於其開啟位置，俾使晶圓W之裝載或卸載。
在圖1中，內蓋2已被移至其關閉位置，其對應於晶圓W之製程。也就是說，在晶圓W裝載至旋轉夾頭30上之後，門50便移至其關閉或第一位置，如圖1所示，而蓋2便藉由作用於中空軸22之一適當馬達（未顯示）而相對於處理室1向上移動。內蓋2一直持續向上移動，直到偏轉構件24接觸到處理室1之上部15的內表面為止。具體而言，偏轉構件24所攜帶之容器26乃抵著上部15之下側密封，然而上部15所攜帶之容器18則是抵著偏轉構件24之上表面而密封。
當內蓋2到達如圖1所示之關閉位置時，便在密閉處理室1中產生了一第二腔室48。內腔室48以氣密的方式與處理室1的剩餘部分被進一步的密封。且，腔室48較佳係與處理室1的剩餘部分分別排氣。
在晶圓的製程中，製程流體可透過介質入口43-46以及或28而導入旋轉中之晶圓W，以執行各種製程，例如蝕刻、洗滌、沖洗、以及其他任何製程中之晶圓W所需的表面處理。
本實施例之內蓋2亦設有加熱組件60，圖3顯示其之放大視圖。如圖3所示，本實施例中之加熱組件60包含由內蓋2所攜帶之多重藍色LED燈62。該橫剖面圖顯示一列的此等燈，然而它們較佳的排列係可使與晶圓W共同延伸之內蓋2上的圓形區域盡可能的填滿。需要的話，燈62所佔用的面積可以比起夾頭30設計用來支撐之晶圓W的面積稍微大一點。
此種排列具有之優點為晶圓W可完完整整被加熱組件60所加熱，從晶圓中心至晶圓之最外周圍。
本實施例之藍色LED燈62陣列由一板64所覆蓋。板64較佳係由石英或藍寶石所製成，此兩種材料對於藍色LED燈62所發出之波長均為實質通透。其他具有類似穿透特性之材料亦可用於板64。板64係用以保護藍色LED燈62不受處理室中使用的化學品影響。內蓋2及板64中形成一中心開口，以容納該流體介質入口28。
在本實施例中於晶圓W上方設有一第二板54。板64於內蓋2為固定，然而板54則是安裝於該旋轉夾頭上並與其一起轉動。需要的話，板54亦可以固定的方式相對於夾頭30安裝，但較佳係使其與夾頭30一起轉動。
板54較佳係覆蓋晶圓W之整個上表面，只除了板54具有一中心開口55而可讓流體入口43、44、45之排放端通過。
與夾頭30整合之板54在介於晶圓W與處理室1之頂部36之間的供應提供幾個優點。使用中之板54係與夾頭一起以相同的速度轉動，因此亦與夾頭30所抓取之晶圓W一起轉動，並與晶圓W的速度相同。這種設計因此用來最小化所用之製程流體中之擾動。
且，藉由以去離子水來冷卻板54可能可以在乾燥製程中使溫差最小化。再者，例如噴灑以及/或冷凝所引起之在板54下側上之晶圓W上方之殘餘物製程介質可同時在前述去離子水清洗期間一起清除、或者可在製程結束之後再以去離子水清洗。
由於板54係將處理室內部與晶圓W之面朝上之該側隔離，此乃用以使因背面噴灑帶來之污染或粒子最小化。板54更容許對晶圓上方進行強化空氣控制。再者，此設計亦容許間隙製程，例如在晶圓與夾頭之間的間隙填滿液體的製程。
藍色LED燈62在波長約450nm具有最大強度。亦可使用其他來源之輻射，但較佳是使用發出之輻射在波長範圍390nm-450nm具有最大強度者，更佳是在波長範圍於400nm-500nm之間。
鑑於波長特性之輻射係大部分由板64所傳送，該相同之輻射則是大部分由晶圓W之半導體材料所吸收，尤其當晶圓W為矽時。吾人發現對於依此方式將晶圓從一側加熱尤其有利，同時將晶圓W之相對側暴露至處理室內之臭氧。
更具體而言，具有裝置結構形成於其上之矽晶圓W，且於其中形成一深植光阻層者，係以該裝置側面朝上而放置於夾頭上。由於晶圓W係以藍色LED燈62從下方加熱，且因該些燈之輻射大部分被該晶圓所吸收，便可避免晶圓W之裝置側的光腐蝕。
另一方面，此種加熱晶圓W的方式提供了足夠的能量以啟動早已供應至晶圓裝置側之臭氧。此種技術係相對於任意加熱晶圓以及周圍裝置結構的IR加熱方式。
由於本裝置及方法係選擇性地加熱晶圓，冷卻的效能也跟著強化了。例如，當板64大量的傳輸燈62所發射之輻射，板64並不像IR加熱方式加熱的量那麼大，因此有助於在加熱階段完成之後更快速地使晶圓W散熱。
雖然在本實施例中，LED燈62係位於晶圓下方、而臭氧入口位於上方，吾人應理解他們的位置可以顛倒過來。
在圖4中，係顯示一加熱組件60之變異型，其中板64與內蓋2形成一密封室並於其中循環一冷卻液體66（例如氣體或液體），以避免LED燈62過度加熱。
圖5顯示另一實施例，說明根據本發明之較佳實施例中晶圓狀物件W之一處理裝置。圖5中之裝置與圖1或圖2中的不同點乃在於圖5中的實施例並未出現前一實施例的板54。沒有了板54，抓持銷40變得可見，其係從夾頭30向下突出、並與晶圓之周圍邊緣嚙合。
圖6顯示再另一實施例，說明根據本發明之較佳實施例中晶圓狀物件W之一處理裝置。本裝置包含一旋轉夾頭102以及位於一密閉處理室101內之一外圍收集器103。收集器103包含一底板105、一環形導管108、一外側壁113、一環狀上蓋112、一擋板114以及一防濺板107。收集器103係透過與旋轉夾頭102之旋轉軸同心之一舉升機構（未顯示）而連接至旋轉夾頭102。
底板105之邊緣係緊密連接至環形導管108之內部向上突出的柱狀壁。板105之外直徑係至少與晶圓W之直徑相同。環形導管108之周圍邊緣乃與柱狀外側壁113之底緣緊密連接。柱狀側壁113之上緣則是與環狀上蓋112之周圍邊緣緊密連接。該上蓋之內緣的直徑係比旋轉夾頭102之直徑約大2mm，俾使旋轉夾頭102可輕易通過上蓋112之開口。
環形防濺板107乃水平放置於收集器103內。防濺板107越往其邊緣越為尖細，且其內緣的直徑係比旋轉夾頭102之直徑約大2mm，俾使旋轉夾頭102可輕易通過其開口。防濺板107之周圍邊緣乃與外側壁113緊密連接。防濺板107係位於上蓋112及導管108之間。
在收集器103之氣體進入側，擋板114乃以其上緣而緊密連接至蓋112，而使防濺板107位於擋板之下側。該擋板乃具有柱狀剖面的形狀。
此類之裝置於共同持有之美國專利號第8,147,618中有更多描述。
不同的介質（液體以及/或氣體）均可透過位於靠近該板中心並朝向該晶圓狀物件之第一介質供應部118而供應至該晶圓狀物件W。在該旋轉夾頭內於靠近該旋轉夾頭中心附近提供一第二介質供應部120，其並朝向該晶圓狀物件。因此便可對一晶圓狀物件（例如一半導體晶圓）之兩側同時或相互交替地進行處理。
本實施例中之底板105係設有如前述實施例中所描述之一藍色LED燈162陣列，其中燈162乃以藍寶石或石英製之板164所覆蓋，如前所述。因此，當夾頭102下降以便將晶圓W放置在緊靠燈162處時，便可加熱晶圓W，如前面實施例所述。在此加熱前、期間或之後，由於晶圓W係以圖6顯示之旋轉箭頭方向而被一馬達驅動軸所旋轉，故可透過入口120將例如臭氧之氣體導入至晶圓W之上側。
圖7顯示再另一實施例，說明根據本發明之較佳實施例中晶圓狀物件W之一處理裝置。本裝置包含:一旋轉夾頭210，其裝設於一中空軸馬達240之轉子處;一固定噴嘴頭220，其穿透旋轉夾頭210之中心孔。中空軸馬達240之定子則裝設至該安裝板242處。噴嘴頭220及安裝板242均裝設至相同之固定框架244而位於密閉處理室201內。
旋轉夾頭210包含具有偏心裝設之抓持銷的六個柱狀支撐元件214，圖7中僅可見其三。該等抓持銷係藉由一環形齒輪216而環繞其各自支撐元件的軸旋轉，俾以固定或鬆開晶圓W。
該不旋轉之噴嘴頭220乃穿透旋轉夾盤之中心孔，而留下旋轉夾盤與噴嘴頭之間0.2 mm的間隙。該間隙可以在製程期間以氣體（例如氮氣）清洗。在本實施例中，三個管224、228、229貫穿通往噴嘴頭。管224、228、229中的每一個均連接至不同的氣體或液體源，如同第一實施例中所述之入口43、44、45，並凸出旋轉夾頭之底面及噴嘴頭下5mm。
管224、228、229的開口（噴嘴）係朝向該晶圓之面朝上的該表面。另一噴嘴組件258係設於該旋轉夾頭下方，以供應液體以及/或氣體至晶圓W之面朝下之該表面。 【00100】     噴嘴258乃貫穿形成於加熱器組件260中之一中心開口。加熱器組件260包含一藍色LED燈262陣列，其上覆以藍寶石或石英製之板264，如前實施例般。本實施例中於晶圓W上方並無設置板，然而吾人應理解可以設置此種板，在此情況下該板較佳應設置在置中於噴嘴頭220的位置，並自該處以懸梁臂的方式往外徑向延伸，直到直徑正好在該等支撐元件214之內緣之內。 【00101】     本發明者意外地發現使用主要為氣態之臭氧的乾式製程，並伴隨如上之加熱方式，比起習知濕式方法更能有效地移除深植之光阻。 【00102】     且，使用臭氧的乾式製程可與濕式製程交替使用（其中於乾式製程之前以及/或之後，晶圓例如係以SC1（氫氧化銨及過氧化氫水溶液）進行處理），而不需將晶圓W於濕式及乾式製程之間自處理室移出。此種依序的技術甚至更能完整移除深植光阻，而不需如習知濕式剝除技術般地使用硫酸。 【00103】     下表列出根據本發明之方法及設備之較佳實施例中使用之例示性製程條件。 【00104】     在表中，O3 代表主要為氣態的臭氧。吾人應瞭解實務上臭氧係與載氣（較佳為氧）一起輸送，因臭氧產生器僅會將部分臭氧轉成氧氣。表中的HT代表高溫，而DIW表示去離子水。 【00105】     另一可使用前述實施例中之裝置來執行的製程為用來剝除光阻（較佳是具外殼之光阻或深植光阻）之perozone技術，其中過氧化氫乃藉由混拌配送法(puddle dispensing)或流動配送法兩者其一而配送至密閉處理室內之一晶圓表面上。當過氧化氫水溶液出現在晶圓表面上時，主要為氣態之臭氧乃被引入該密閉處理室內。 【00106】     該臭氧及過氧化氫均是供應至該晶圓的同一側，例如帶有至少部分完成的半導體裝置結構之面朝上的該側。利用前述之加熱器組件而使該晶圓之相對側被加熱。可在水性過氧化氫及臭氧引入處理室之前、期間以及/或之後進行加熱。 【00107】     加熱會一直進行到晶圓達到150℃～500℃，較佳達到200℃～450℃，更佳達到250℃～400℃，最佳超過300℃。過氧化氫水溶液具有20％～40％的過氧化物濃度，較佳是25～35％，更佳是30-34％。 【00108】     引入臭氧氣氛至該密閉處理室的步驟可以始於將過氧化氫水溶液配送至該基板表面上的步驟之前或之後。晶圓的加熱步驟可以始於將臭氧導入至該密閉處理室的步驟開始之前或之後。晶圓之加熱步驟較佳是在過氧化氫水溶液仍與基板表面相接觸時終止。該製程較佳並不使用無機酸、尤其是硫酸。 【00109】     該過氧化氫水溶液可以200-800 ml/min 的流速配送至該晶圓上，流速較佳為300-700 ml/min、更佳為400-600 ml/min、最佳為450-550 ml/min。該過氧化氫水溶液係維持與該基板接觸30-180秒，較佳為45-150秒、更佳為60-120秒，最佳為80-110秒。 【00110】     本製程亦可以使用去離子水來清洗晶圓，而以氮氣來進行乾燥。 【00111】     雖然本發明係以其數個較佳實施例來加以說明，然而吾人應瞭解該等實施例僅供說明之用，然而本發明並不僅限於該等實施例，而是更包含所附之申請專利範圍的真實範圍及精神所給予的保護範圍。
1‧‧‧處理室
2‧‧‧內蓋
10‧‧‧柱狀壁
12‧‧‧下部
14‧‧‧底壁
15‧‧‧上部
16‧‧‧排氣口
18‧‧‧容器
21‧‧‧柱狀壁
22‧‧‧中空軸
23‧‧‧處理液體排放開口
24‧‧‧偏轉構件
25‧‧‧排放管
26‧‧‧容器
28‧‧‧流體介質入口
30‧‧‧旋轉夾頭
32‧‧‧定子
34‧‧‧柱狀壁
36‧‧‧蓋
38‧‧‧環狀齒輪
40‧‧‧抓持銷
41‧‧‧臭氧產生器
42‧‧‧歧管
43‧‧‧介質入口
44‧‧‧介質入口
45‧‧‧介質入口
46‧‧‧介質入口
48‧‧‧腔室
50‧‧‧側門
54‧‧‧板
55‧‧‧開口
60‧‧‧加熱組件
62‧‧‧LED燈
64‧‧‧板
66‧‧‧冷卻液體
101‧‧‧處理室
102‧‧‧旋轉夾頭
103‧‧‧外圍收集器
105‧‧‧底板
107‧‧‧防濺板
108‧‧‧環形導管
112‧‧‧環狀上蓋
113‧‧‧外側壁
114‧‧‧擋板
118‧‧‧第一介質供應部
120‧‧‧第二介質供應部
162‧‧‧LED燈
164‧‧‧板
201‧‧‧處理室
210‧‧‧旋轉夾頭
214‧‧‧柱狀支撐元件
216‧‧‧環形齒輪
220‧‧‧噴嘴頭
224‧‧‧管
228‧‧‧管
229‧‧‧管
240‧‧‧中空軸馬達
242‧‧‧安裝板
244‧‧‧框架
258‧‧‧噴嘴組件
260‧‧‧加熱器組件
262‧‧‧LED燈
264‧‧‧板
W‧‧‧晶圓
在閱讀對本發明之較佳實施例的下列詳細說明以及參照所附的圖式之後，本發明之其他目標、特徵以及優點將變得更加明顯。其中：
圖1顯示一說明性之橫剖面側視圖，說明根據本發明之第一實施例之位於其操作位置的處理室;
圖2顯示一說明性之橫剖面側視圖，說明根據本發明之第一實施例之位於其裝載及卸載位置的處理室;
圖3顯示一放大視圖，說明顯示於圖1中之細節III;
圖4顯示一類似於圖3的圖，說明另一選擇性的實施例;
圖5顯示一說明性之橫剖面側視圖，說明根據本發明之另一實施例的處理室;
圖6顯示一說明性之橫剖面側視圖，說明根據本發明之再另一實施例的處理室;
圖7顯示一說明性之橫剖面側視圖，說明根據本發明之再更另一實施例的處理室;
1‧‧‧處理室
2‧‧‧內蓋
10‧‧‧柱狀壁
12‧‧‧下部
14‧‧‧底壁
15‧‧‧上部
16‧‧‧排氣口
18‧‧‧容器
21‧‧‧柱狀壁
22‧‧‧中空軸
23‧‧‧處理液體排放開口
24‧‧‧偏轉構件
25‧‧‧排放管
26‧‧‧容器
28‧‧‧流體介質入口
30‧‧‧旋轉夾頭
32‧‧‧定子
34‧‧‧柱狀壁
36‧‧‧蓋
38‧‧‧環狀齒輪
40‧‧‧抓持銷
41‧‧‧臭氧產生器
42‧‧‧歧管
43‧‧‧介質入口
44‧‧‧介質入口
45‧‧‧介質入口
46‧‧‧介質入口
48‧‧‧腔室
50‧‧‧側門
54‧‧‧板
55‧‧‧開口
60‧‧‧加熱組件

Claims (23)

  1. 一種晶圓狀物件的處理裝置，包含: 一密閉處理室，該密閉處理室包含一提供氣密式封閉容器之外殼;一位於該密閉處理室內之旋轉夾頭，該旋轉夾頭係用以支撐一預定直徑之晶圓狀物件於其上;與該夾頭相對放置之一加熱器，俾以僅從一側加熱支撐於該夾頭上之一晶圓狀物件而不需接觸到該晶圓狀物件，該加熱器放射出之輻射於波長範圍390nm~550nm具有最大強度;以及與該夾頭相對放置之一至少一第一液體配送器，俾以將一處理液體配送至一晶圓狀物件之與面對該加熱器之該晶圓狀物件之該側相對的另一側上。
  2. 如申請專利範圍第1項之晶圓狀物件的處理裝置，其中該夾頭為一位於該處理室內的磁環轉子，並被位於該處理室外部之一定子所環繞。
  3. 如申請專利範圍第1項之晶圓狀物件的處理裝置，其中該旋轉夾頭係由一馬達所驅動，該馬達之輸出係傳送到連接至該夾頭之一旋轉軸。
  4. 如申請專利範圍第1項之晶圓狀物件的處理裝置，其中該處理室包含一上部區域及一下部區域，該至少一第一液體配送器之一出口係位於該上部區域內，且該加熱器位於該下部區域內或者與該下部區域相鄰，藉此該加熱器係用以自一晶圓狀物件之一底側將其加熱，而該至少一第一液體配送器係用以配送處理液體至該晶圓狀物件之一上側。
  5. 如申請專利範圍第1項之晶圓狀物件的處理裝置，其中該加熱器放射出之輻射於波長範圍400nm~500nm具有最大強度。
  6. 如申請專利範圍第1項之晶圓狀物件的處理裝置，其中該加熱器具有一藍色發光二極體陣列。
  7. 如申請專利範圍第1項之晶圓狀物件的處理裝置，其中該藍色發光二極體陣列係與該預定直徑之一晶圓狀物件實質上共同延伸。
  8. 如申請專利範圍第1項之晶圓狀物件的處理裝置，其中更包含一臭氧產生器，用以輸送臭氧氣體至通往該處理室內之一氣體入口。
  9. 如申請專利範圍第8項之晶圓狀物件的處理裝置，其中該氣體入口係相對於該夾頭而放置，俾以朝向與面對該加熱器之該晶圓狀物件之該側相對之一晶圓狀物件之另一側輸送臭氧氣體。
  10. 如申請專利範圍第1項之晶圓狀物件的處理裝置，其中更包含位於該加熱器以及受支撐於該夾頭上之一晶圓狀物件之間的一第一平板，該第一平板對於該加熱器所發射出之輻射為實質通透。
  11. 如申請專利範圍第1項之晶圓狀物件的處理裝置，其中該第一平板係由石英或藍寶石所製成。
  12. 如申請專利範圍第10項之晶圓狀物件的處理裝置，其中該第一平板形成該處理室之一壁的至少一部份，該加熱器係安裝於該處理室外部。
  13. 如申請專利範圍第10項之晶圓狀物件的處理裝置，其中該第一平板係放置於該夾頭之一基體上方且位於當受支撐於該夾頭上之一晶圓狀物件的下方，該第一平板係安裝於該處理室內部之該夾頭上。
  14. 如申請專利範圍第1項之晶圓狀物件的處理裝置，其中更包含安裝於該夾頭上之一第二平板而用以與其一起旋轉，該第二平板係位於與該至少一第一液體配送器所在之一晶圓狀物件的同一側上，該第二平板乃遮蔽了該處理室之一側的一內部而不會受到自該晶圓狀物件甩落的液滴。
  15. 如申請專利範圍第1項之晶圓狀物件的處理裝置，其中更包含一至少一第二液體配送器，其係安裝於與該加熱器所在之該晶圓狀物件之一相同側上。
  16. 如申請專利範圍第1項之晶圓狀物件的處理裝置，其中該加熱器係用以加熱該預定直徑之一矽晶圓至超過300℃的溫度。
  17. 一種晶圓狀物件之處理方法，其步驟包含：將一預定直徑之一晶圓狀物件定位於一密閉處理室中之一旋轉夾頭上;以一加熱器發出在波長範圍390nm~550nm具有最大強度之輻射僅從一側加熱該晶圓狀物件而不接觸該晶圓狀物件;以及將處理液體配送至與面對該加熱器之該晶圓狀物件之該側相對之該晶圓狀物件之另一側上。
  18. 如申請專利範圍第17項之晶圓狀物件的處理方法，其步驟更包含引入一主要為氣態的臭氧至該密閉處理室。
  19. 如申請專利範圍第18項之晶圓狀物件的處理方法，其中該導入臭氧的步驟以及該配送處理液體的步驟係依序執行，中間不需將該晶圓狀物件移出該密閉處理室。
  20. 如申請專利範圍第18項之晶圓狀物件的處理方法，其中該導入臭氧的步驟以及該配送處理液體的步驟係同時進行。
  21. 如申請專利範圍第17項之晶圓狀物件的處理方法，其中該晶圓狀物件為一半導體晶圓，其一側上形成有複數個半導體裝置元件而與面對該加熱器之該側相對。
  22. 如申請專利範圍第17項之晶圓狀物件的處理方法，其中該處理液體實質無硫酸。
  23. 如申請專利範圍第17項之晶圓狀物件的處理方法，其中加熱該晶圓狀物件之該步驟會導致該晶圓狀物件達到超過300℃的一溫度。
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