[发明专利]旋涂器及用该旋涂器清洗衬底的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体工艺装置。

背景技术

传统的半导体湿式工作台工艺中的清洗工艺包括将溶剂或水滴喷射至 半导体晶片表面。通过上述液滴撞击晶片表面的颗粒将其除去。随着晶片 尺寸增加，撞击力将影响器件。

具体地说，位于上述晶片的外端的图案受作用于相对较强能量的液滴， 相对于晶片中心部位而更易被破坏。晶片上一个给定点的切线速度与该给 定点的径向坐标(极坐标)成正比，且由切线速度＝半径×角速度(弧度/ 秒)给出。在中心部位，切线速度为零。对于一个给定的旋转速度，较大 的晶片尺寸的导致该晶片圆周附近的切线速度更大。因为晶片边缘的切线 速度随着晶片半径的增加而增加，由于切线速度分量的原因，450mm的晶 片的旋涂工艺受到液滴冲击力的不利影响。

例如，当喷嘴以20m/s的速度垂直地向以26弧度/秒旋转的200mm晶 片(半径100mm)喷射液滴时，圆周部分的切线速度为2.6m/s，且通过毕 达哥拉斯(Pythagorean)理论计算的液滴对于晶片表面的相对速度为V＝ (202+2.62)1/2＝20.1m/s。这个值与在晶片中心处的液滴对于晶片的相对 速度(20m/s)相差1％之内，其中在晶片中心处的切线速度为零。因而， 对于以26弧度/秒旋转的200mm的晶片来说，液滴撞击晶片不同部位时的 动力学能量变化不予考虑。

对于同样以26弧度/秒旋转的450mm晶片(半径225mm)，圆周处的 切线速度为11.8m/s，液滴对于晶片表面(在同样的垂直喷射速度下)的相 对速度为V＝(202+11.82)1/2＝23.3m/s。因此，在圆周处(23.3m/s)与 在中心处(20m/s)的液滴撞击速度存在16％的差。这部分所增加的撞击 速度赋予在圆周处的液滴高于在中心处的液滴34％的动力学能量。结合晶 片的旋转速度与液滴速度，液滴在圆周处增加了的这部分动力学能量可能 破坏衬底上所形成的图案(例如多晶硅线图)。

发明内容

在一些实施例中，本发明提出一种方法，包括以垂直于晶片的主表面 的轴旋转半导体晶片。在旋转晶片时，以振荡式运动沿着与所述主表面相 平行的方向移动晶片。在旋转晶片以及移动晶片时，从位于所述晶片主表 面的第1位置和第2位置的第1和第2喷嘴或孔同时向晶片喷射材料。

在另一些实施例中，本发明提出一种方法，包括以垂直于晶片的 主表面的轴旋转半导体晶片。在旋转晶片时，以振荡式运动沿着与所述主 表面相平行的方向移动由晶片与一对喷嘴或孔组成的群的至少一个群。在 旋转晶片以及移动晶片或第1以及第2喷嘴或孔时，从第1和第2喷嘴或 孔同时向晶片喷射材料。

在又一些实施例中，本发明提出一种系统，包括用于使半导体晶片以 垂直于所述晶片的主表面的轴旋转的旋涂器。在旋转晶片时所述旋涂器可 以以振荡式运动沿着与所述主表面相平行的方向移动晶片。位于两个位置 的至少两个喷嘴或孔，用于在所述晶片旋转以及移动时同时向所述晶片所 述主表面的喷射材料。

附图说明

图1为具有两个用于喷射液体的喷嘴的可以同时旋转与移动的旋涂主 机的示意图。

图2A至2D示出在振荡式运动中晶片相对于喷嘴的运动路径。

图3为一个例示方法的流程图。

图4A为适用于一个具体实施例的成行排布的多个喷嘴的示意图。

图4B为适用于一个具体实施例的具有多个孔的喷淋头集管的示意图。

图5示出喷嘴的替代位置。

具体实施方式

下述实施例应结合相应的被视为整个描述的一部分的图来阅读。除非 特别说明，涉及附件、联接器及类似的术语，例如“连接”和“互连”指一种 关系，其中，部件彼此之间或直接地或通过中间部件以及均可移动的或固 定的附件或关联而间接地固定或贴附。

在下述中，在描述方向和坐标时通常按照极坐标系统，该系统中的径 向向量示于图1和图2D，切向向量示于图2D，垂直向量Z示于图1。 在该极坐标系统中，术语“上方”和“下方”指Z方向的位移。术语“正上方” 和“正下方”指仅仅包括本地坐标系的Z方向分量的位移，而不包括径向或 切向分量。该极坐标系是一个本地坐标系，且所述装置可以被指向球坐标 系统的任一方向。