TW424272B - Post-CMP wet-HF cleaning station - Google Patents

Description

4 2 427 2 __案號88101929 Μ年"曰π日 修正 五、發明說明（2) ' ' - 發明之技術範嘴 本發明一般係關於矽晶圓等半導體工件之清洗裳置。 更具體言之’本發明係關於一種方法，採用濕化學溶液^ 去表面污物，埋入之金屬性離子、鬆弛之氧化物、 = 力以及微細刮痕。 … 發明背景 本發明為本申請人於1 9 98年2月9曰提出美國專利 案09/020, 979號之部份接續申請β 從工件表面除去異物是半導體裝置製造中的關鍵要件 。有污物或異物存在會導致此等裝置的關鍵性故障或永久 性縮短壽命.。 在半導體裝置製造中’使用矽工件，稱為「晶圓」。 晶圓典型具有扁平的圓形碟狀型。先由矽錠塊切^晶^， 進行多次光罩、侵蝕、介電質和導體定著過程，在晶圓上 產生微電子結構和迴路’進行此等製程的晶圓表面，在製 程步驟之間典型上必須加以拋光或平整，以確保適當平坦 性，因此容許使用照相石版印刷法，在晶圓表面建造另外 介電質和金屬化層。 今已開發出化學機械平整（CMP)機，將矽晶圓表面拋 光或平整至製造積體電路組件等必要的平坦條件。C Μ Ρ法 和機器在技術上業已公知’並載於多項美國專利。其例包 含Arai等人的美國專利4,805,348號（1989年2月發證）， Gill的美國專利4, 811，522號（1989年3月發證），Arai等 人的美國專利5，099，614號（1992年3月發證），Karlsrud

第6頁 2000. 11.08. 006 4 2,427 2 _案號8幻0]929__约年f丨月ί〇日_修正 _ 五、發明說明（3) 等人的美國專利5, 329, 732號（1994年7月發證）， Masayoshi等人的美國專利5, 476，890號（1995年12月發證 )’ Karl srud 等人的美國專利5, 498, 196 和5,498, 199 號（ 均1 996年3月發證），以及Tali eh等人的美國專利 5, 558, 568 號（1 996 年 9 月發證）。 CMP加工典型上於晶圓在拋光墊片以機械方式拋光時 ’必須將抛光漿液5丨到晶圓表面。漿液典型上含有細磨粒 ’諸如氧化矽和氧化鋁，分散於鹼性或酸性媒質内，亦可 添加界面活性劑等化學清洗组成勿。因此，晶圓之CMP加 工會留下污物’諸如剩餘的漿液粒，不要的金屬性離子（ 鈉，、鉀、鉄、鉻、鎳、錳、鋅、鈦等），以及晶圓表面上 的微刮痕。為除去此等表面污物’晶圓典型上在cMp後的 清洗機内清洗。 使用脫 亦可使 能，同 可除去 性離子 内可能 另 清洗晶 ，兼用 機械作 習用CMP後的清洗機内，晶圓利用一組件沖洗刷’ 離子（DI )水、氨、或各種其他化學溶液沖洗，晶圓 用超音波清洗法清洗，於此，工件可經高頻超音波 時浸於D I水或氫氧化銨内。雖然沖洗和超音波清洗 若干表面污物，但不能除去表面應力，植入的金屬 ，微刮痕，以及被晶圓的CMP加工損壞的氧化物層 含有的不良污物或瑕症。 ^ ^化氫（KF )等適當清洗液，可組合機械作用來 雖然清洗液可從晶圓除去若干受損的氧化物層 機械作用和侵蝕液可能引進次顯微的刮傷，從實施 用的所用機構，可能增加顆粒。另外，此項清洗法

4 2^2 (2 乒、發明說明（3) 的進一步缺點是安全性和廢物遺棄的問題。 典型上，CMP平整和CMP後清洗是在單獨機器内進行。 俟晶圓在cmp平整機上平整後，晶圓即傳送到⑶？後清洗機 。傳送晶圓所需時間增加整體加工時間，並增加污物在晶 圓表面乾燥的可能性，為有助於防止污物在晶圓表面上乾 燥’晶圓是在濕環境内傳送，需要特殊處理和設備。工件 從一機移送到另一機，有增加晶圓破裂的另外缺點。

Q CMP後清洗之後’可採用化學侵蝕清洗法，從晶圓除 去受損的氧化，物層。在習用化學侵蝕清洗法中，晶圓是垂 直彷傲HF溶液等化學溶液靜態液内。然而，此法有若干缺 點’例如重複清洗操作時，HF溶液逐漸降解，以致難以控 制從晶圓除去的氧化物層量。另外，在循環之旧溶液會在 ，圓，面又增加另外顆粒，晶圓放入HF溶液内時’表面蝻 著的氣泡亦可造成不均勻侵蝕晶圓。此外，氧化矽與HF反 應’會形成說化矽和水分子。氟化矽和水分子都會留在晶 圓表面和HF溶液間的界面，造成晶圓的低侵蝕率和不均勻 侵银。尤其是留在界面的水會將晶圓表面的HF濃度稀釋， 造成侵餘不均勻且侵蝕率較低。 典型上’晶圓的化學侵蚀清洗，是在為處理有害化學 品而，計的特別濕枱上進行。晶圓在CMP後清洗機内清洗 後’晶圓即移送到化學侵蝕清洗機。晶圓從一機移送到另 一機’又會增加總共處理時間，污物容易在晶圓表面乾燥 ，^有破裂之虞。所以，需要裝置從工件表面除去污物和 受知的氧化物層，以克服與現有習知方法相關的各種缺

第8頁 4 2 4 2 7 2 ' ---- 五、發明說明（4) 點。 I明概要 ，/本發明係關於一種裝置，在CMp平整和CMP後清洗之後 t工件表面除去鬆弛氧化物、表面應力、金屬性離子、 /Ip ,和微細到痕。此舉係在工件經拋光和/或平整以及 後清洗之後’從工件表面除未受損氧化物層完成之。 按照本發明，工件係從前一處理站實質上按水 ^入化學侵•清洗站。1件從而以,f上水 =向 0 件容器内，於…件上下表面均暴露。其次 液排入容器内，，使工件浸入清洗液内。另夕卜， =

::各種表面移動。從工件表面除去適當氧化物層後,、J ^取出清洗液’#出淋洗液’從卫件表面淋洗清洗 最後’工件移送到另一處理站。 液。 _圖式簡單說明 本發明參照附圖說明如下，同嫌轳 ，其中： Π樣號碼一般指同樣元件

圖1為具有CMP後清洗站和化學侵蝕清洗站的積 機代表例俯視平面圖； 積體CMP 圖2為圖1所示機器採用的裴料/卸料站 站侧視圖； 份指標 圖3A為另一清洗機代表例之俯視平面圖· 圖3B為圖3A所示清洗機之侧視圖； ’ 圖4為圖3 A所示清洗站採用的水執之俯 圖5為圖4沿5-5線之水軌斷面圖； 十面圈； 424272 五、發明說明（5) 圖6為沖洗站之側視圖； 所示沖洗站之俯視平面圖； 二化學侵蝕清洗站之俯視平南圖； 沿9-9線的化學侵韻清洗站之斷面圖； 視平Ϊ圖所示化學侵蝕清洗站聯合水執的具體例之俯 圖10B為圖ί〇Α所不化學侵蝕清洗站聯合 之侧視 圖， 圖11Α為所示化學侵蝕清洗站聯合水軌的另一具體例 之俯視平面圖； 圖1 為圏11A所示化學侵蝕清洗站聯合水執之侧視 圖； 圖1 2 A為圖11A和圖丨丨B所示化學侵蝕清洗站内所用刀 緣架之侧視圖； 圖12B為圖12A所示刀緣架之俯視平面圖； 圖12C為圖12A所示刀緣架之背視圖； 圖1 3至圖1 5為化學侵蝕清洗站又一具體例之斷面圖； 圖1 6為化學侵蝕清洗站之透祝圖； 圖1 7為圖1所示清洗站所利用之旋乾站斷面圖。 .本發Jg較佳具體例之詳細說明 現參見圖1和圖2，表示積體化學機械平整（CMP)機100 代表例。此機1 0 0整合CMP站與CMP後清洗站和化學侵蝕清 洗站’用以減少全部處理時，污物在工件上乾燥 < 虞，以 及工件在不同機間傳送引起破裂之虞。此機100包括工件

第10寅 424272 五、發明說明（6) 裝料/卸料站200、指標站400、CMP站600和清洗站800。 0 機器人臂1 2 0把工件從裝料/卸料站2 0 0傳送到指標站 400。機器人臂120可從裝料/卸料站200把五片工件裝到指 標站400的指標枱410上。其次，多頭傳送總成420把載體 頭440移動到指標枱410附近，檢起五片工件（圖2)。傳送 總成420再側面移動入CMP站600和拋光枱61 0上方“傳送總 成420即下降，使五片工件緊壓拋光枱610。為增進拋光處 理，宜提供拋光漿液，而個別載體即轉動並徑向振盪越過 拋光表面。所用拋光漿液可例如為包括膠體氧化；5夕粒之水 質漿液。以此方式，工件表面即被拋光和/或平整。雖然 在上述具體例中，同時平整五片工件，但精於此道之士均 可很快明白一次可以拋光任何數量的工件，而不悖本發明 精神和範圍。CMP法的詳細說明可參見1997年9月10日提出 的美國專利申請案08/926, 700號，於此列入參玫。 不幸’工件兼用拋光漿液的塢械式拋光，會留下刮痕 ’拋光處理之後，工件上會留有漿液材料和其他污物，此 等污物和刮痕會導致由工件所製成裝置的故障或縮短使用 壽命。所以’工件是在清洗站&〇〇内清洗、侵姓和乾燥。 因此’肢臂460從指標站400提升工件，移到清洗站 800。清洗站800宜含有第一、第二、第三、第四水軌8 〇2 、803、804、806，沖洗站820、845，化學侵银清洗站850 和旋乾站890。 在本發明較佳具體例中，清洗站8 〇 〇内的各分站（沖洗 站820、845，化學侵蝕清洗站8 50，旋乾站89〇 )，一次處

424272 五、發明說明（7) -- 理一個工件。因此’工件是裝在清洗站内的水軌⑽之上 ，並留在水軌802内，直到沖洗站82〇空出可接受次一工件 。更具體參見圖4和圖5，水軌8〇2包含分段銷808，以助維 持工件於水軌内。當沖洗站82〇空出要接受工件時，分段 銷8 08下降。朝前的流體喷嘴812提供爆發或穩定流動的流 體’而弯角流體噴口 814有助於促成工件到沖洗站820上。 以類似方式’水執8 〇 3可從沖洗站8 2 0移送工件到沖洗站 845 ’而水軌804連同水軌8〇6從沖洗站845移送工件到化學 侵蝕的清洗站8 5 0。

水軌80 2、803、804、806亦含有複數流體喷口，把流 體向上拋射，支持工件，使工件和水軌間實質上消除機械 式接觸。使用水軌802、803、804、806在諸站間傳送工件 ，有保持工件潮濕的額外優點，因而防卓污物在工件表面 乾燥。在較佳具體例中，水軌802、803、804、806用來移 送工件的流體，包含脫離子水a 當沖洗站820空出時，水軌804把工件移到沖洗站820 ，如圖1所示。茲參見圖6和圖7，沖洗站820包含複數對滾 輪、底板821、頂板822、後板823、前板824。可用市售沖 洗站，諸如德國Wacker Cheratronic公司的製品。

工件在工件輸入處825進入沖洗站820。複數對滾輪同 時清洗工件的頂面和底面，逼工件通過沖洗站820。底滾 輪（即滾輪826、828、830 '832、834)順時鐘方向轉動’ 如圖6所示。另外，各偶數對滚輪的頂滚輪（即滾輪829、 8 33 )，亦如圖6所示順時鐘方向轉動。最後，各奇數對滾

第12頁 42427 2 五、發明說明（8) 輪的頂滾輪（即滾輪827、831、835)反時鐘方向轉動。因 此’奇數對滾輪（即滾輪826、827、830、831、834、835) 逼工件通過沖洗站820。偶數對滾輪（即滾輪828、829、 832、833)即在工件移動通過沖洗站820時，清洗其頂面和 底面。另外’毛刷可以逆向轉動，以維持晶圓在沖洗站 820内，直至水軌8〇4可以接受工件。

兹參見圖7 ’頂板8 22包括一或以上的流體進口，構成 分佈流體至沖洗站8 2 0内的分開部位或拿部。頂板8 2 2宜包 食許多岐管，配置成把流體輸送到沖洗站82〇内的特定位 置。具體而言’板8 2 2包括第一流體進口 836，與第—岐管 837相通，此第一岐管837構成把第一種流體分配到滚輪箱 内許多滚輪附近。第一岐管837宜設置成沿—或以上頂滚 輪的長度實質上平均釋放流體。頂板822又包括第二流體 進t? 838，同樣構成與第二岐管839相通’將第二雖流體分 配於遍及滾輪箱的不同部位，例如首先若干對滾輪^佔^ 域。頂板822又包括第三流體進口$4〇，與第三岐管Μ!相°° 通’構成分配第三種流體遍及滾輪箱的第三區，例如S 最後若干對滾輪之區域’頂板δ22亦可包含第四流體 842，與第四岐管843相填。

各岐敢構成與其餘岐管不通流體。然而，一或以上请 體進口可聯結在一起，使單一流體可施加於一岐管以上: 在圖7具體例中’岐管構成分配清洗液至相鄰滾輪之 或之間（浪輪如圖7内虛線所示）。 _ 多種不同化學物類例如水、清洗漪 β π欣、界面活性劑、磨

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擦減少劑、各種溶液之pH控制劑），可經偉於頂板822上的 岐管施加。個種流體進口可聯結在一起使不同化學物可 施加於滾輪箱的分別區域。以此方式，通過第一組滾輪的 工件可暴露於第一種化學溶液，並稍後暴露於在滚輪箱的 較後階段内之第二種化學溶液。例如，第一滾輪箱可蔣清 洗液和脫離子水混合物分配於工件上，以便利較重清洗， 而第二滚輪箱可僅將脫離子水分配到工件上，達成淋洗。 在較佳具體例中，工件利用水軌從沖洗站8移送 到冲洗站8 2 0 ^精於此道之士均知沖洗站8 4 5可免而將工

件從沖洗站820直接移送到化學侵蝕清洙站85〇 ,並不悖本 發明的精神和範圍。

不响工件疋沖洗一次或二次，工件用脫離子水等化學 物沖洗無法除去到痕或其也表面瑕疵，或可能在工件上植 入刮痕或期間表面瑕疵内之污物。企圖更有效除去此等涔 物和到痕，可兼用耵和沖洗。然而，兼用HF和機械式沖洗 ，本身在=件表面會引起次微細刮痕，可能會捕集金屬離 子=其他/亏物。沖洗刷本身在侵蝕過獐中亦會引進顆_。 如前所述，工件表面的污物和刮痕會導致由工件所製造裴 置故障或永久性縮短使用壽命。因此，亟需從工件表面瞭 去此專污物和將刮痕弄光滑。 當化學侵蝕清洗站850空出時，水軌8〇4將工件從沖涑 站820傳送到化學侵蝕清洗站850，如圖1所示。特別參見 圖10A和圖10B ,畲化學侵儀清洗站空出可接受工件時 ，分段銷850即卞降。‘彎角流體喷口 853有助於逼使工件向

第14頁 424272 五、發明說明（ίο) 刖沿第一水執8 〇 4，到第二水軌8 0 6上。同理，彎角流體喷 口 854有助於逼俛工件沿第二水軌8 06向前進入工件容器 8 56 °在較佳具體例中’苐”水執8 04和第二水軌806以間 隙855分開’使得第一水軌8〇4内所用流體不會與第二水軌 8 06内所用流體混合。以此方式分開第一水軌8〇4和第二水 執巧6 ’有助於防止污物運動進入工件容器856内，減少工 件谷器856内所用化學物的稀釋，並防止工件容器g56内所 用化學物流入第一水軌8〇4内。 3 兹參見圖8和圖9，工件容器攻5 6宜包含開口852(圖16) ’可用作動閘總成866關閉。承受槽874在工件容器856下 f構成可以捕集從工件容器856溢流或漏出的流體。工件 容器856和承受槽874由具有機械強度並可耐化學物的適當 材料形成。在較佳具體例中，工件容器856和承受槽874是 由聚趟化材料’諸如商業化產品ULTEM形成。

繼續參見圖8和圖9，作動閛總成866宜包含堰868、連 桿870和作動器872。堪868連接至連桿87〇，從而接至作動 葬872 °在較佳具體例’作動器872為技術上公知的氣缸。 凡精於此道之士均知有其他各種作動器可用來作動堰868 當作動器8 7 2移動到第一位置，堰8 β 8即升到「關閉」位 置’如圖13所示。具體而言’堰86δ適切關閉工件容器856 内的開口 852 (圖16),容許工件容器856内充填流體。堰 868足夠大到使工件容器856可充填填體至其液位可使工件 足以浸入流體内。堰8 6 8亦可適當構成在流體流過工件容 器8 56時減少擾流。在較佳具體例中關閉時堰$即傾钭

4 2 42 7 2 五、發明說明（11) ，使流體溢流過堰8 6 8 ’進入承受糟8 7 4，由此減少流入工 件容器856内的流體發生擾流，如圖14所示。當作動器872 流至第一位置時’堪868降低至「’開啟」位置。如圖15所 示。吏具體而言’堰868適度移動離開工件容器8 56的開口 852(圖16)，使流體可從工件容器856排放，容許機器人進 出傳送工件至下τ處理站。特別如圖15所示，機器人臂適 度構成以濕端作動器進入工件容器856，取出工件。

Q 在工件容g 856接受工件之前，作動閛總成866關閉， 方便工件容器8 5 6充填淋洗溶液。具體而言，流體口 8 6 0適 度構成分配諸如脫離子（DI)水等淋洗流體於工件容器856 内。因此’流體口 860與流體供應系統適度聯結。供應淋 洗流體至流體口的各種系紙，在技術上已屬公知。例如， 流體口 860可與附設於供應管的喷嘴聯結D供應管再與淋 洙液供應總線聯結。供應總線内雉持一定供應壓力，以便 供靡工件容器856内淋洗液均勻流動。來自總源的D I水經 過濾和泵送，供應至供應總線。另外，第一流體口 860構 成與分配氟化氫（HF)溶液的清洗液之第二流體口 862流體 截然分開。第二流體口 862類似第一流體口 860，與IJF供應 系統適度聯結。流體口 862可與附設於供應管的喷嘴聯結 。供應管從而與HF溶液供應總線聯結。程式規劃濃度的HF 利用精緻的混合器和耗用器供應至HF溶液供應總線。HF可 從總源供應至HF溶液供應總線，或將HF過濾並再循環。因 此，第一流體口 860與第二流體口 862隔離分配工件容器 856内之淋洗液。

第16頁 4 2 4 2 7 2 五、發明說明（12) 除第一流體口860外’流體分配岐管864亦分配工件容 器856内之淋洗流體。茲參見圖16，流體分配岐管864包含 複數喷嘴8 6 5a，以分配工件容器85 6内之淋洗流體。另外 ’複數喷嘴865a以實質上水平方式構成，以工件容器856 内實質上層流形態移動淋洗液。淋洗液以工件容器8 5 6内 實質上層流形態運動，有助於將工件從水軌8 〇 6逼入容器 856内。此外，喷嘴865a經適當構成，使其與構成分配清 洗液的喷嘴865b流體分開。因此，嗔嘴865a與喷嘴865b隔 離分配工件容器856内的琳洗液。流體分配岐管864亦以各 種構型構成於工件容器8 5 6内θ例如，流體分配岐管8 6 4可 與工件容器856 —體形成。另外，魂體分配岐管864可形成 附設於工件容器856、的管件或喷嘴。另外，流體可用技術 上公知的各糧流體供應系統供應至流體分配岐管864。例 如，喷嘴865a可以流體口 860的同樣方式構成供應淋洗 液。 茲參見圖1 0Α和圖1 〇Β，工件利用水軌8〇4移送到'水軌 8 06。水軌806逼使工件向前進入充填淋洗液的工件容器 85 6内。構埠在水軌8〇6上方的水軌8〇?，可用來協助逼使 工件進入工件容舞856内。工件以角度進入工件容器856内 的淋洗液令，由此減少附著於工件表面的氣泡亮。在工件 進入工件容器856内的淋洗液中時，工件與複數刀緣支持 體858接觸。具體而言，刀緣支持體858在接近工件進入工 件容器内之處適度彎肖’以助工件進入工件容器託6内 。淋洗液利用流體輸送岐管864在容器856内以實質上層流

第17頁 424272 五、發明說明（13) ' -------- :態=，也有助於逼使工件沿力緣支持 外，在較佳具禮例中，刀緣支持體858是由諸n 品TEFLOW之聚四氟乙烯（f>TFE)材料劁士 ，^商業化產 緣支持體858間的摩擦。因此，工件机以；》工件和刀 工件和刀緣支持體858間最少接觸方J行。最：8,58 ’以 觸及刀緣支持體858的直立部859，再署私刀缺:’工个 a 冉置於刀緣支掊體 i持：Γ所示，因此’刀緣支持體858以實質上水平導向 支持工件，並實質上暴露工件的全部上下表面 茲參見圖UA和圖11B之本發明另一具體例，採用 的^7#，進入工件容器856時可停止工件向前運動。銷857 =構造使工件邊緣與銷857接觸，在工件進入工件容器856 二：止工件向前運動。同理’在工件容器856内的 利用流體輪送岐管M4設定運動時，可防止工件運動。 如圖12A、圖12B、圖12C所示’刀緣支持體8 與工件邊緣的點接觸，支持該工，，因此增加工 件暴路面積。另外，刀緣支持體858切角，以減少與工件 的面接觸。刀緣支持體858接近流體輸送岐管的末端 縮，當工件容器856内的流體利用流體輸送岐管864設定運 動時’可減少擾流。 建 晶圓存在察覺器大約構成檢測工件何時 =器856内。在一具體例内，使用志學察覺器。光射裝置 863裝在托架861上，而光受裝置（圖上未示）安在工件容 與光射裝置863呈直立對準。如圖UA所示，光射 裝63對準使工件大約位在工件容器856内時，透射至光

4 2 4 2 7 2 五、發明說明（14) 受裝置的光束被打斷。凡精於此遒之士均知，各種檢測裝 置均可用。 參見圖8和圖9，當工件實質上水平位於工件容器856 内時，作動閘總成866開啟，從工件容器856排放淋洗液。 支持工件實質上水平，有助於維持工件表面的淋洗液膜， 因而防止污物在工件表面乾燥。因此，工件容器856和刀 緣支持體858定在適當水平，確保工件支持在實質上水平 導向。

一旦淋洗流體從工件容器856排出，作動閘總成&66關 閉，使工件容器856充填清洗液。具體而言，流體口 862適 當構成分配清洗液，諸如氟化氫（HF)溶液，於工件容器 856内，除流體口 862外，流體分配^岐管&64亦分配HF溶液 於工件容器856内。茲參見圖16，流體分佈岐管864構成複 數喷嘴&65b，喷嘴865b構成在工件容器856内以實質上層 流形態，實質上以水平方式移動HF溶液，尤其在接近工件 表面。因此，喷嘴8 6 5b構成在工件表面的上下方，使流體 以層流流過工件的上、下表面9在較佳具體例中，HF溶液 以層咸形態流過工件的上、下表面，再流過堰8 6 8 ’進入 承受槽874 ’如圖14所示。HF溶液流動時攪動HF溶液’使 HF溶液的新鮮部份與工件的各表面接觸，因而造成溶液的 更平均應用。此外’ HF溶液在工件容器856内減少再循環 ，確保HF溶液的新鮮部份與工件接觸。HF溶液的層流亦有 助於逐出可能附著於工件表面的氣泡，因而避兔侵蝕遍程 中的沖蝕效應〇另外，HF溶液的層流有助於從工件表面逐

第19頁 424272 五、發明說明（15) 出氧化發和HF反應形成的氟化妙和水分子。在本發明脈絡 中’層流指HF溶液分層運動為特徵的流動。具體而言，層 流和湍流不同’在層流中的相鄰流體層並無顯微混合。 〇 在較隹具體例中’可用較低濃度的HF溶液。所用HF溶 液濃度可從25份水對1份HF至200份水對1份HF。使用較低 濃度的HF溶液有許多黌點。例如較低濃度的HF溶液造成侵 蝕率較慢，則肿溶液分散時間較多，以致侵蝕更均勻。侵 蝕率較慢亦提供工件與工件間處理時間誤差邊際較大，因 而增加工件與工件之均勻性。從工件表面淋洗較低濃度HF 所需時間少。另外’以低濃度酸作業比高濃度酸為安全， 因而所需有害化學物運送程序和裝置較少。然而，HF溶液 激度太你會造成系統内工件產量減少。在本發明最佳具體 例中’使用濃度為5 0份永對1份HF。

工件浸於HF溶液内充分時間，以除去適當的氧化物層 。除去的氧化物暈在5〇-1 00A不等。HF從工件除去氧化物 ’（特別）是HF溶液濃度和溫度的函數。高濃度HF溶液造成 除去率較快。同理’ HF溶液溫度較高，造成除去率較快。 然而HF溶液溫度高會產生有害的jjF蒸氣。在本發明最佳具 體例中’工件是在周溫而濃度為5〇 札⑴抓的犯溶液内 f泡大約20秒’從工件表面除去大約5〇 a的氧化物，因而 從工件表面除去污物，使微刮痕平滑。 茲參見圖8和圖9，作動閘總成8 6 6開啟，從工件容器 8 5 6排放HF溶液。作動閘總成§ 6 6再關閉，容許工件容器

第20頁 42427 2 五、發明說明（16) 856充填淋洗流體。更具體而言，諸如脫離子（DI)水等淋 洗液，通過流體口 8 6 2分配於工件容器8 5 ο内。D j水亦經流 體分配岐管864内的複數喷嘴865a分配。另外，淋洗溶液 以實質上層流形態在工件容器856内運動，尤其是接近工 見表面，淋洗溶液在工件容器85β内以實質上層流形態運 動，藉從工件表面除去任何剩餘污物，而便於更徹底淋 洗。 一

其次，作動閘總成8 6 6開啟，從工件容器85 6排放淋洗 溶液。然後’機器人1 2 0取回淋洗後的工件，從工件容器 8 56除去。工件從工件容器S56除去時，作動閘總成8 66關 閉’而工件容器8 5 6充填淋洗液，為下一晶圓準備，從工 件容器856取回淋洗過的工件後，機器人12〇即移送至旋乾 茲參見圓17，旋乾站890包含旋乾器892，封閉在罩或 遮板893限定之室892内。旋乾器892包含工件平台894，在 平台利用馬達8 95高速旋動時，可牢靠保持工件於其上。 宜=成貫穿平台894的複數減質量通孔，以減少旋&器392 質量，因而減少旋動周期的加速和減速時間。 複數夾持指桿896樞裝在平台8 94外周的周圍，

器人120夾持放在平台894上的工件邊緣。指捍包含在 平台894上方延伸並結合工件的頭部896a，以及在平么8 下方延伸的幹部896b ?夾持指桿896或至少與工 二 部份896a，係由Ertalyte等軟質柔性材料製成， 或到傷把持的工件。安裝在平台894下方的彈簧加載會柱貝塞; 4 2 4 2 7 2 五、發明說明（17) # "p896b ^ a ^ 於旋乾器m上的工件H6於爽持或固持位置。裝载 «私游系 的工件不直接置於平台8 94上，而是放在也 疋軟質柔性材料製成的支持銷898。 〇 梅安裝在平台894下方的作動器總成899，用來撬開夾持 才曰桿’釋放把持的工件如下。總成899可藉附設於氣缸9〇〇 而直立運動。當作動器總成899向上移動時，形成總成899 一部份的凸輪環901，即與夾持指桿896的幹部896b接觸， 幹部沿凸輪環9 01的凸輪表面滑動時，即被逼徑向朝内樞 動’從而造成頭部896 a徑向朝外樞動，以釋放工件，並提 供可裝工件的餘隙。 因此’在機器人1 2 0從化學侵蝕清洗站8 5 〇取回淋洗過 的工件後’即傳送土件到旋乾器89〇的平台894上，夾持指 桿896利用作動器總成899保持在開啟位置，直至工件已裝 入並適當定位。俟機器人120離開後，作動器總成899即降 低，脫離與幹部8〖6b的接觸’柱塞897又偏壓夾持指桿896 朝向關閉位置，以囪定工件供旋乾。平台894利用馬達895 最好在約1. 〇秒内加速至大約4, 000 rpm，在此速度旋動最 好約2 0秒，從工件表面除去全部水和其他顆粒，再最好約 1. 0秒内減速回到空轉狀態。 旋轉中’對把持在平台8 94上的工件施加離心力，把 水滴徑向朝外抽出工件表面外。為配合此乾燥步驟，可在 遮板8 9 3上方安裝空氣流動模組，以導釘強制空氣柱越過 工件上表面。

4 2 4 2 7 2 五、發明說明（18) 一旦乾燥完成，作動器總成899又向上運動’以結合 幹部896b，造成夾持指桿896運動至釋放位豊’一如上述 。總成δ99維持於此位置，直至乾燥工件已被機器人120取 回，並空出旋乾站890。機器人120在把乾工件送回到工件 原來的卡匣長孔内。 雖然本發明係就積體CMP機1 0 0加以說明，惟本發明亦 可用在分開的清洗機750，如圖3Α和圖3Β所示。茲參見圖 3Α和圖3Β，清洗站700宜含有第一、第二、第三、第四水 軌702、703,、704、706，沖洗站72 0、745，化學侵蝕清洗 站750和旋乾站790。與清洗站800 (圖1)相對地，在清洗站 750内，機器人120把工件移至清洗站700。工件按清洗站 8 0 0同樣方式沖洗，化學侵蝕清洗和旋乾。 雖然特定具體例，包含特定製法步驟、製法參變數、 溶液等已說明如上，但精於此道之士閱讀本内容町知對揭 示具體例有备種修飾。所以，須知該具體例僅對廣泛發明 舉例說明而非限制，故本發明不限於圖示和上述特定具體 例0

第23.頁 ΙΗΗΒΗ

Claims (1)

1. ^^( d 88 1 0Ί 9 2 9

   種從工件除去污物並使微到痕平滑之免洗襞置 9 包括: 工件容器； 平導向支：機構，'U持工件於該工件容器内呈實質上水 流體輸送總成，以輪送清洗溶液至該工件容器者 椹槿出ΐ:請專利範圍第1項之清洗枣I，其中該支持機 構成支持該工件，使工件表面有實質董暴露者。 3.如申請專利範圍第2項之清洗裝置其中該支持機 刀緣支持體，而該刀緣支持體在該工件容器構成將 工件導引入該工件容器内，並支持工件於該工件容：内 者。* 4. 如申請專利範面第3項之清i裝置，其中該刀緣支 持艘弯曲成利用在工件邊緣的點接觸來支持工件者？ 5. 如申請專利範圍第3項之mi，其中該刀緣支 持想之一部份斜縮，在該工件容器充填流艘，且流體設定 在運動時，可減少擾流者' 6. 如申請專利範团第3項之洗，其中該刀緣支 持艘之一部份提高，以防止工件在該工件容器内運動者。I 7. 如申請專利範面第1項之清洗裝置，又包括銷構成 於該工件容器内鄒接該支持機構，以防止工件在該工件容 器内運動者。· 8. 如申請專利範团第1項之，其中該工件容 器又包括在其内形成的開口，和作動閛總成’其中該作動

   第24頁 42427 2 六、申請專利範面 閘總成關閉該開口時方 方便從該工件容器排放 9.如申請專利範圍 液係氟化氯（HF)溶液者 1 0.如申請專利範圍 送總成進一步構成輸送 Π .如申請專利範園 液和該清洗溶液係彼此 溶液以隔離方式輪送至 12.如申請專利範圍 送總成包括複數洞孔， 充填流艎者。 13·如申請專利範圍 送總成又包括複數流设 流饉口係彼此不通流艘 該工件容器者。 14·如申請專利範園 送總成包括在該工件容 岐管又包括複數喷嘴， 流艟接近該工件以實質 15·如申請專利範園 嘴構成以實質上水平方 16.如申請專利範面 嘴包括輸送該清洗溶液 便該工件容器充填流體，而開啟時 流艘者。 第1項之清洗裝置，其中該清洗溶 0 第1項之清洗裝置，其中該流體輸 淋洗溶液至該工件容器者。 第10項之清洗裝要，其中該淋洗溶 不相流通，使該淋洗溶液和該清洗 該工件容器者β 第1項之清洗裝置，其中該流體輸 形成於該工件容器内，以供該容器 第12項之清洗裝置，其中該流體輸 口’分別附設於該複數洞孔，而該 ，使不同流髏可以隔離方式輸送至 第1項之清洗裝置，其中該流體輸 器内之流艟輪送岐管，該流體輸送 構成在該工件容器内運動流體，使 上層流形態流動者。 第14項之清洗裝置，其中該複數喷 向輸送流«至該工件容器者。 第14項之奇洗裝置，其中該複數噴 的第一組喷嘴，和輸送淋洗溶液的 ΜΗ 第25頁 424272 六、申請專利範圍 第二組喷嘴，而該第一和第二組喷嘴彼此不通流體，使該 清洗溶液和該淋洗溶液以隔離方式輸送至該工件容器者。 1 7. —種從工件除去污物並使微刮痕平滑之清洗萝置’ 包括： 工件容器，具有形成於其内之開口，以及操作上與 該工件容器聯結之作動閘總成； 複數支持體構件，構成支持工件於該工件容器内呈 實質上水平導向；和 流體輸送總成，以輸送清洗溶液至該工件容器者。

   18. 如申請專利範面第17項之清洗裝置，其中該流體輸 送總成又構成輸送淋洗溶液至該工件容器，而該淋洗溶液 和該清洗溶液彼此不耳流艟，使該淋洗溶液和該清洗溶液 以隔離方式輪送至該工件容器者。 19. 如申請專利範面第17項之清洗遒鼉，其中該作動閘 總成又包括： 堰； 連桿構件，具有連接該堰之第一端，和第二端； 作動器，連接至該連桿構件之該第二端，其中該堰 因應該作動器運動而關閉該開口者·

   20·如申請專利範面第19項之清洗裝置，其中該作動器 在第一位置（諸如關閉該開口，以方便該工件容器充填該 清洗溶液）和第二位翼（諸如該堰開啟，以方便讓清洗溶 液從該工件容器排放）之間移動者❶ 21.如申請尊利範園第19項之清洗裝置，其中铕堪和該

   424272 六、申請專利範圍 工件容器之尺寸係方便該工件容器充填該清洗溶液’至實 質上浸沒該工件者。 22. 如申請專利範圍第21項之清洗裝置，其中當該工件 容器充填該清洗溶液時，該堰傾斜以減少擾流者。 23. 如申請專利範圍第1 7項之清洗裝置，其中該支持構 件傣構成支持該工件，使工件表面有實質量暴露者。 24·如申請專利範圍第1 7項之清洗裝置，其中該流體輪 送總成包括在該工件容器内_之流體输送岐管，該流體輸送 岐管又包括複數喷嘴，構成在該工件容器0運動流體，使 流體接近該工件以實質上層流形態流動者。 25. —種從工件除去污物並使微刮痕平滑之清洗裝置， 包括： 件容器； 數支持件構 導向；以及 體輸送總成 該工件容器 質上層流形 申請專利範 該工件容器 的上、下表 申請專利範 在其内形成 該工件容器 複 質上水平 流 洗溶液在 處，以實 26. 如 送系統在 接近；件 27. 如 器又包括 總成關閉 ’構成支持工件於該工件容器内呈實 ，使工件暴露於清洗溶 内運動，使該清 態流動者 液，並使該清 洗溶液在接近該工件 圍第25項之清洗裝置，其中該流體輸 内運動該清洗溶液，使該清洗溶液在 面’以實質上層流形態流動者。 圍第25項之清洗裝置，其中該工件容 的開口’和作動閘總成，而該作動閘 内形成之該開口，以方便該工件容器

   第27胃 424272

   之 〇 從 該 工 件 容 器 排 出 者 〇 清 洗 裝 置 J 又 包 括 水 軌 3 之 清 涞裝 置 9 其 中 該 水 軌 包 之 主 水 執 9 和 逼 該 工 件 進 入 之 清 洗 裝 置 9 其 中 該 主 副 琉 體 者 〇 使微 舌!| 痕 平 滑 之 清 洗 裝 置 7 站 傳 送 工 件 » 9 構成支持工件於該工件容器内呈實 使該工件在該工件容器内暴露於氟

   六、申請專利範圍 充填流體’並開啟以方便該流 28_如申請專利範園第25項 以傳送該工件至該工件容器者 29.如申請專利範圍第28項 括從前一處理站傳送該工件用 該工件容器用之副水軌者。 30·如申請專利範圍第29項 水軌是利用間隙分開，具不通 31. —種從工件除去污物並 包括： 水執，構成自前一處理 孓件容器； 複數支持構件 質上水平導向；以及 流體輪送系統 化氫（HF)溶液者。 32.如申請專利範圍第31項之清洗裝置，其中該水軌構 成以實質上水平導向傳送工件者。 3 3.如申請專利範圍第31項之清洗裂置，其中該工件容 器又包括在其内形成的開口，和作動閘總成，其中該作動 閘總成關閉該開口時方便該工件容器充填流體，而開啟時 方便從該工件容器排放流體者。 34.如申請專利範圍第31項之清洗裝置，其中該流體輸 送總成包括在該工件容器内之流體輸送岐管，該流體輸送

   42427 2 六、申請專利範園 岐管又包括複數噴嘴，構成在該工件容器内運動流體，使 流體接近該工件以實質上層流形態流動者。 35. —種拋光和清洗工件用的整合機，包括： 指標站’把持進一步處理之前的未拋光工件； 拋光站，用以將未拋光工件加以拋光； 第一移送機構，將未拋光工件從該指標站傳送至該 抛光站’並將拋光後的工件移送至該指樨站； 清洗站，以清洗拋光後的工件； 第二移送機構，將拋光後的工件從該指標站移送至 該清洗站；

   化學侵蝕清洗站’從清洗過工件除去受損的氧化 層；以及 第三移送機構，將清洗過的工件移送至該化學侵叙 清洗站者。 36.如申請專利範圍第35項拋光和清洗工件用之整合 ’又包括： 裝料/卸料站，有複數平台以接受要加以拋光、清 洗、侵餘和乾燥的工件之卡度；以及 第四移送機構，將該工件從該卡匣移送至該指標站

   者。 37·如申請專利範圍第35項拋光和清洗工件用之整合機 ’又包括： 乾燥站，將侵蝕後工件加以乾燥； 第五移送機構’將侵蝕後工件移送至該乾燥站；以