專利名稱：清除聚合物的方法以及用于清除聚合物的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在例如半導體器件的制造過程中清除聚合物的方法，還涉及實現這種方法的一種裝置。
詳細的說，金屬線層是按照如下的方法形成的。
首先，在半導體晶片上以這樣的順序形成一個金屬層和一個阻擋層。然后，在晶片上涂覆一個保護層，然后形成圖案。然后，利用形成了圖案的保護層作為掩膜對金屬層和阻擋層進行干式蝕刻。在對金屬層進行干式蝕刻的同時，通過在金屬層的被蝕刻部分的側壁上形成一個聚合物層，就可以對金屬層進行高度非均質地蝕刻，并使蝕刻嚴格地按照保護層的圖案來進行。然后，通過干灰化來清除保護層。然后，金屬層上的保護層殘留物以及附著在被蝕刻的金屬層側壁的聚合物層會被化學藥劑所溶解。然后，化學藥劑會被沖洗掉。
然而，上面提到的清除聚合物層的方法會帶來問題，這就是，假如金屬層由鋁(Al)構成，當用純水來沖去化學藥劑時，化學藥劑和純水之間會相互起反應，結果會產生對鋁有腐蝕性的溶液。例如，鋁最易于溶解在含有大約30％的氟化銨(NH4F)的溶液中。
即使化學藥劑被稀釋了，由于鋁易于被腐蝕，鋁也可能會溶解在純水之中。此外，如果鋁中含有銅，由于在用純水沖洗化學藥劑的過程中的電池效應，鋁可能會作為一個內核與銅一起被溶解。另外，這樣被溶解的鋁會被附著到半導體晶片上而形成像金屬雜質一樣的污染物。
如果構成金屬層的鋁被溶解了，金屬層就會變薄，或者會附著在晶片上而形成污染物，從而導致半導體器件制造產量的降低。
發明內容
針對清除聚合物層的傳統工藝中存在的所述問題，本發明的一個目標是提供一種清除聚合物層的方法，此方法可以防止金屬層變薄并防止附著在晶片上而形成污染。
本發明的另一個方面在于提供一種用于清除聚合物層的裝置，此裝置可以去除聚合物層。
在本發明的一個方面中，提供了一種清除附著在一個被蝕刻的形成在基片上的金屬層的側壁上的聚合物的方法，其包括(a)通過向基片表面上提供一種化學藥劑來溶解聚合物；和(b)通過向基片表面上提供純水來沖洗掉基片上的化學藥劑，其特征在于至少步驟(a)中的一部分是在氧化氣氛下進行的。
根據這種方法，要使氧化氣氛中的氧氣與金屬層的側壁相接觸。結果是，在側壁的表面上形成了一層氧化層。例如，如果金屬層由鋁構成，在側壁的表面上就會形成氧化鋁(Al2O3)，結果是，即使被置于含有大約30％的氟化銨(NH4F)的溶液之中，鋁也不大可能被溶解。由于是在形成了氧化層的被蝕刻的鋁層的側壁表面上沖洗化學藥劑，即使用純水來沖洗化學藥劑，鋁也不會被溶解。因此，可以防止鋁層變薄，并進而防止附著在半導體晶片上而造成污染，從而確保防止半導體器件制造產量的降低。
在本發明的另一方面中，提供了一種用于清除附著在形成了基片上的被蝕刻的金屬層的側壁上的聚合物的裝置，其包括(a)一個用于固定至少一個基片的基片固定器；(b)一個可以相對于基片固定器在一個第一位置和一個第二位置之間運動的外倉，其中外倉在第一位置中圍繞著基片固定器確定了一個第一封閉空間，而在第二位置處外部倉遠離基片固定器以便使基片固定器暴露在氣氛之中；(c)一個位于外部倉中，并可以同時相對于基片固定器和外倉在一個第一位置和一個第二位置之間運動的內倉，其中在第一位置中內倉圍繞著基片固定器定義了一個第二封閉空間，而在第二位置中內倉遠離基片固定器以便使基片固定器暴露在氣氛之中；(d)一個裝有可以溶解聚合物的化學藥劑的化學藥劑源；(e)一個裝有純水的純水源；(f)一個裝有含氧氣體的含氧氣體源；(g)一個控制外倉和內倉運動，以及化學藥劑和純水的流動的控制器，其特征在于，控制器首先把內倉保持在其第一位置并允許含氧氣體流入到內倉之中，以便通過向著基片表面上通入化學藥劑而在氧化氣氛中溶解聚合物，然后，使內倉移動到其第二位置，并把外倉保持在其第一位置，以便通過向基片表面通入純水來沖洗掉基片上的化學藥劑。
圖2是
圖1中所展示裝置的另一個剖視圖。
圖3是沿著圖1中的III-III線剖開而得到的一個剖視圖。
圖4是一種由圖1至3中所展示的裝置來執行的清除聚合物的方法的流程圖。
圖5A至5F是一個基片以及形成在其上的各層的剖視圖。
優選實施例的描述圖1和2是根據本發明的一種優選實施例，在半導體器件的制造過程中的一種用于清除聚合物的裝置的剖視圖。在圖1中，一個內倉8被引入到一個外倉7當中，在圖2中，內倉8被從外倉7中移動出來。圖3是沿著圖1中的III-III線剖開而得到的一個剖視圖。圖3展示了外倉7和內倉8之間的一種位置關系。
裝置1包括一個垂直的支承墻2，一個固定在支承墻2上并具有一個水平伸展的轉動軸4的電動機3，一個固定在電動機3的轉動軸4上的轉子5，一個沿水平方向固定在墻壁2上并環繞著電動機3和轉動軸4的殼體6，一個由殼體6所承載并環繞著轉子5的外倉7，和一個當內倉8處于外倉7當中時可以通過化學藥劑來清除其中的聚合物的內倉8，如圖1所示。
外倉7被設計成可以相對于轉子5，在一個外倉7圍繞著轉子5確定了一個第一封閉空間20(見圖2)的第一位置和一個外倉7遠離轉子5第二位置之間移動。圖1展示了外倉7處于其第一位置。
類似地，內倉8被設計成可以相對于轉子5，在一個內倉8圍繞著轉子5確定了一個第二封閉空間30(見圖1)的第一位置和一個內倉8遠離轉子5第二位置之間移動。圖1中展示了內倉8處于其第一位置，而圖2中展示了內倉8處于其第二位置。如圖1中所示，當外倉7和內倉8處于其第一位置時，它們會相互重疊。
電動機3的轉動軸4通過外倉7的一個垂直側壁7a穿過一個軸承(沒有畫出)，凸入到外倉7中。轉子5被固定在其遠端的轉動軸4上。
轉子5由一對相互間隔的圓盤5a和5b，以及6個固定在圓盤5a和5b之間的固定器10組成。每個固定器10都帶有許多溝槽(沒有畫出)，晶片W沿其邊沿被插入到溝槽之中，因此轉子5可以固定住許多分別垂直矗立且沿水平排列的晶片W(例如，26個晶片)。當電動機3運行時，轉子5帶動晶片W一起轉動。
在垂直側壁7a上形成了一個用于選擇性地使轉子5固定住晶片W和使轉子5釋放晶片W的按鈕11。
如圖1和2所示，外倉7包括鄰近電動機3的垂直側壁7a，一個距電動機3較遠的垂直側壁7b，和一個與轉子5相隔一定間隙的圓柱形的側壁7c。在垂直側壁7a的中部帶有一個密封件15，以確保轉動軸4和外倉7之間的密封隔絕。當晶片W被固定在轉子5上時，外倉7被移動到其圓柱側壁7c圍繞著殼體6的第二位置(圖1和圖2中的右側)。
內倉8包括一個圓柱側壁8c，圓柱側壁8c的直徑小于外倉7的圓柱側壁7c的直徑。如先前所提到的，圓柱側壁8c在圖1中所展示的第一位置和圖2中所展示的第二位置之間移動。在第一位置中，圓柱側壁8c與外倉7的垂直側壁7a和7b一起確定了一個第二封閉空間30。當圓柱側壁8c位于圖2中所展示的其第二位置時，外倉7就確定了一個第一封閉空間20。
第一和第二封閉空間20和30被密封件15所密封隔絕。如后面所提到的，聚合物的清除和晶片W的轉動都是在第二封閉空間30中進行的，而化學藥劑的沖洗和晶片W的干燥是在第一封閉空間20中進行的。
在第一封閉空間20的上部，有兩個沿著圓柱側壁7c的伸展方向伸展的噴嘴21。如圖1和2所示，每個噴嘴21都被設計成具有許多沿水平排列的噴射口22。如圖2中所示，噴嘴21經一個第一導管24被連接到一個純水源25。純水經一個第一導管24由一個純水源25供給，并通過噴射口22噴向晶片W。在噴嘴21和純水源25之間安裝著一個選擇閥26。
在第二封閉空間30的上部，有兩個沿著圓柱側壁8c的伸展方向伸展的噴嘴31。如圖1和2所示，每個噴嘴31被設計成具有許多沿水平排列的噴射口32。如圖2中所示，噴嘴31經一個第二導管34被連接到一個化學藥劑源35。化學藥劑經一個第二導管34由一個化學藥劑源35供給，并通過噴射口32噴向晶片W。在噴嘴31和化學藥劑源35之間安裝著一個選擇閥36。
經噴嘴31噴射的化學藥劑溶解了保護層、聚合物層和/或金屬。在這個實施例中，氟化胺(NH4F)被用作化學藥劑。
外倉7的垂直側壁7b帶有一個第一排液口41，當外倉7和內倉8處于它們的第一位置時，用過的化學藥劑被從第二封閉空間30中排放出去。在第一排液口41之下安裝著一個第二排液口42，當外倉處于其第一位置而內倉處于其第二位置時，用過的純水被從第一封閉空間20中排放出去，如圖2中所示。
用過的化學藥劑通過第一排液口41被排放到一個第一排液導管43，而用過的純水經第二排液口42被排放到一個第二排液導管44。
如圖1所示，在垂直側壁7b的上部形成了一個第一排氣口45，當外倉7和內倉8處于它們的第一位置時，氣體經此口被排放到第二封閉空間30之外。在第一排氣口45的上方配有一個第二排氣口46，當外倉7處于其第一位置而內倉8處于其第二位置時，氣體經第二排氣口46被排放到第一封閉空間20之外，如圖2所示。當外倉7和內倉8處于它們的第一位置時，氣體可以經第二排氣口46從夾在圓柱側壁7c和8c之間的空間20a中排出。
氣體經第一排氣口45被排放到一個第一排氣體排放導管47，經第二排氣口46被排放到一個第二氣體排放導管48。
在垂直側壁7b的中部形成了一個第一開口51和一個第二開口52，通過第一開口51，像氮氣(N2)這樣的惰性氣體從一個惰性氣體源54經一個惰性氣體導管53被導入到第二封閉空間30之中，通過第二開口52，像空氣這樣的含氧氣體從一個含氧氣體源57經一個含氧氣體導管56被導入到第二封閉空間30當中。
加熱器53a和56a分別被連接到惰性氣體導管53和含氧氣體導管56上。加熱器53a和56a對要引入到第二封閉空間30中的惰性氣體和含氧氣體進行加熱，以便提高外倉7中的溫度，從而加速化學藥劑對聚合物的溶解。
質量流量控制器55和58，分別對經惰性氣體導管53和含氧氣體導管56的惰性氣體和含氧氣體的流量進行控制。因此，可以對第二封閉空間30中的氧化氣氛進行控制。
一個惰性氣體導管61從一個惰性氣體導管53中被分支出來，并被連接到選擇閥36上。一個加熱器61a對經惰性氣體導管61輸送的惰性氣體進行加熱。
通過切換選擇閥36，化學藥劑從一個化學藥劑源35經噴嘴3 1和第二導管34被噴入到第二封閉空間30之中，或者加熱過的惰性氣體從惰性氣體源54經惰性氣體導管53、惰性氣體導管61和第二導管34被引入到第二封閉空間30當中。
一個質量流量控制器63控制著經惰性氣體導管61輸送的惰性氣體的流量。因此，可以對經噴嘴31引入到第二封閉空間30中的惰性氣體的體積進行控制。
在加熱器61a和質量流量控制器63的下游，一個惰性氣體導管66從惰性氣體導管61上分支出來，并被連接到選擇閥26上。因此，通過切換選擇閥26，純水從純水源25經噴嘴和第一導管24被噴入到第一封閉空間20當中，或者加熱過的惰性氣體從純水源25經惰性氣體導管53、惰性氣體導管61、惰性氣體導管66和第一導管24被引入到第一封閉空間20中。
質量流量控制器63控制著經惰性氣體導管61輸送的惰性氣體的流量。因此，可以對經噴嘴21引入到第一封閉空間20中的惰性氣體的體積進行控制。
質量流量控制器55、58和63的運行是由一個控制器70來控制的。選擇閥26和36由控制器70來控制，以確定哪個導管打開或關閉。
以下要說明一種用于在半導體器件制造過程中清除聚合物的方法，這種方法是通過所述的裝置1來實現的。
圖4是一個流程圖，其顯示了在清除聚合物的方法中所執行的步驟。如圖4中所示，此方法包括通過把化學藥劑輸送到晶片W上來溶解聚合物的步驟(步驟S1)，甩出化學藥劑的步驟(步驟S2)，通過在晶片W上通入純水來沖洗掉殘留化學藥劑的步驟(步驟S3)，和使晶片W干燥的步驟(步驟S4)。
圖5A至5F展示了此方法中執行的步驟。
首先，如圖5A所示，在一個硅晶片W上形成了一個第一阻擋層72a、一個鋁層73、一個第二阻擋層72b。然后，在阻擋層72b上形成了一個具有所需的引線圖案的保護層74。鋁層73可以含有銅(Cu)，即可以由鋁-銅合金構成。
然后，如圖5B所示，以帶有圖案的保護層74作為掩膜通過等離子體蝕刻法對第二阻擋層72b和鋁層73進行蝕刻。由于蝕刻氣體中的成分，通過進行等離子體蝕刻，會在蝕刻部分75的側壁上形成一個聚合物層。在等離子體蝕刻期間，聚合物層76起著保護層的作用，以確保高度非均質的蝕刻。
如圖5C中所示，蝕刻要進行到直至露出硅晶片的表面。在蝕刻期間，在被蝕刻部分75的側壁上形成了聚合物層76。
然后，通過干灰化，保護層74被去掉。結果，如圖5D所示，在鋁層73的上表面上覆蓋著第二阻擋層72，而其側壁上覆蓋著聚合物層76。然后，晶片W被放入到裝置1中以便清除聚合物層76。
首先，外倉7和內倉8被移動到它們的第二位置，其中轉子5被暴露在外。然后，通過進料器(沒有畫出)把許多晶片W固定在轉子5上，使得晶片W被固定器10所固定。晶片W優選被固定在轉子5上，通過一個壓力傳感器(沒有畫出)來探測作用在晶片W上的壓力。這樣可以防止晶片被損壞。
然后，外倉7和內倉8被移動到它們的第一位置，從而確定了第二封閉空間30，如圖1所示。
然后，惰性氣體從惰性氣體源54經惰性氣體導管53和第一開口51被引入到第二封閉空間30中，從而使得第二封閉空間30呈現不含氧氣的惰性氣體氣氛。
當惰性氣體被引入到第二封閉空間30中時，控制器70向質量流量控制器55發送一條指令，從而允許惰性氣體流經惰性氣體導管53，并經過第一開口51放出。在惰性氣體經第一開口51被引入到第二封閉空間30中的同時，第二封閉空間30中已經存在的氣體經第一排氣口45排出，從而導致第二封閉空間30中轉變成惰性氣體氣氛。
然后，通過向晶片W通入化學藥劑使聚合物76溶解以便清除(圖4中的步驟S1)。用5至10分鐘向晶片W噴射化學藥劑。在轉子5當然還有晶片W在電動機3的帶動下以1至500rpm的轉速轉動的同時，化學藥劑經噴嘴31被噴到晶片W上以便溶解聚合物層76。
為了清除聚合物層76，經噴嘴31噴射化學藥劑要持續數十秒鐘。在噴射化學藥劑的同時，轉子5與晶片W一起以1至500rpm的轉速轉動，以便使化學藥劑擴散到晶片W的整個表面上。
通過根據化學藥劑的粘性來控制轉子5的轉速，可以使化學藥劑在晶片W的表面上得到均勻的擴散，從而可以均勻地溶解聚合物層76。例如，如果化學藥劑具有相對較高的粘性，轉子5就在1至500rpm的速度范圍內以相對較高的轉速轉動，而如果化學藥劑具有相對較低的粘性，轉子5就在所述的范圍內以相對較低的轉速轉動。這可以保證化學藥劑在晶片W的表面上均勻地擴散。
在聚合物層76已經被溶解之后，含有已經溶解了的聚合物層76的化學藥劑會沉積在晶片W的表面上。已經溶解過聚合物層76的化學藥劑具有較低的反應速率。因此，如果已經溶解過聚合物層76的化學藥劑在晶片W上沉積過多，化學藥劑的擴散就會暫時停止，加熱過的惰性氣體會經噴嘴31噴射幾秒鐘。此外，轉子5會以比當化學藥劑擴散到固定于轉子5上的晶片W上時轉子5的轉速要高的轉速轉動。具體的說，轉子5以大約100至1200rpm的轉速轉動。因此，由于使惰性氣體被引入到內倉8中的壓力的作用，以及因轉子5的轉動所產生的離心力的作用，已經溶解過聚合物層76的化學藥劑被清除了。
轉子5的轉動速度優選要根據化學藥劑的粘性來控制，以便有效地清除已經與聚合物層76發生過反應的化學藥劑。從晶片W上被甩出的化學藥劑經第一排液口41排出。
在把已經與聚合物層76發生過反應的化學藥劑從晶片W的表面上清除之后，轉子5就以一種降低了的轉速轉動。具體的說，轉子5以1至500rpm的轉速轉動，然后，新鮮的化學藥劑經噴嘴31被引入到第二封閉空間30之中。
把化學藥劑引入到第二封閉空間30中的步驟和清除已經與聚合物層76發生過反應的化學藥劑的步驟要重復數次到數千次。這保證了新鮮的當然是具有高反應性的化學藥劑與晶片W的表面保持接觸，因此，聚合物層76可以被有效地清除。
為了向晶片W噴射化學藥劑，控制器70向選擇閥36發送一條使化學藥劑從化學藥劑源35經第二導管34被輸送到噴嘴31命令。從化學藥劑源35輸送到噴嘴31的化學藥劑，經噴射口32被噴入到內倉8中。
當加熱過的惰性氣體被噴射到晶片W上時，控制器70就向選擇閥36發送一條使惰性氣體導管61與第二導管34相互連接起來指令。然后，加熱后的惰性氣體，由質量流量控制器63對其流量進行控制，從惰性氣體源54經一個惰性氣體導管53，惰性氣體導管61和第二導管34，被輸送到噴嘴31，然后經噴射口32被噴出。
如圖5E中所示，通過反復執行溶解聚合物層76的步驟以及清除已經與聚合物層76發生過化學反應的化學藥劑的步驟，鋁層73的部分表面就暴露出來了。然后，含氧氣體從含氧氣體源57經含氧氣體導管56和第二開口52被引入到第二封閉空間30中。
因此，第二封閉空間30被賦予了具有一定氧氣濃度的氧化氣氛。當已經與聚合物層76發生過反應的化學藥劑被從晶片W的表面清除時，氧化氣氛中的氧氣就與鋁層73的暴露表面相接觸。結果，鋁層73的表面被氧化成氧化鋁(Al2O3)。因此，如圖5F所示，在鋁層73的表面上形成了一層氧化層78。
通過反復地清除已經與聚合物層76發生過反應的化學藥劑，新鮮的氧氣可以反復地與鋁層73的表面進行接觸。因此，在結束用化學藥劑對聚合物層76的溶解之前，在鋁層73的表面上形成了一層具有足夠厚度的氧化層78。
為了向第二封閉空間30中引入含氧氣體，控制器70向質量流量控制器58發送一條指令，使得含氧氣體通過含氧氣體導管56被輸送，并經第二開口52被引入到內倉8中。為了把第二封閉空間30中變成具有一定氧氣濃度的氧化氣氛，控制器70向質量流量控制器58發送一條指令，使得含氧氣體的流量得到控制以便提高第二封閉空間30中的氧氣濃度。如果第二封閉空間30中的氧氣濃度增加到超過了特定的濃度，控制器70就向質量流量控制器55發送一條指令，以便控制惰性氣體的流量從而減小第二封閉空間30中的氧氣濃度。
如以上所提到的，通過控制質量流量控制器55和58，可以把第二封閉空間30中的氧氣的濃度調節到所需要的濃度。第二封閉空間30優選具有10％或更大的氧氣濃度。
通過選擇性地經第一排氣口45把氣體排出到第二封閉空間30之外，和向第二封閉空間30中引入含氧氣體和/或惰性氣體，也可以控制第二封閉空間30中的壓力，從而使所述壓力不超過一個特定的壓力。
在執行了溶解聚合物層76的步驟(圖4中的S1)之后，清除晶片W上的化學藥劑的步驟(圖4中的S2)就開始了。清除化學藥劑的步驟大約需要30秒鐘。
首先，停止經噴嘴31向內倉8中噴射化學藥劑。然后，轉動轉子5當然還有晶片W，從而把化學藥劑和反應殘渣從晶片W上甩出。從晶片W上甩出的化學藥劑經第一排液口41被排出。惰性氣體、含氧氣體和化學藥劑氣體經第一排氣口45被排出。
在轉子5轉動以便從晶片W上甩出化學藥劑的同時，惰性氣體經第一開口51被引入到第二封閉空間30當中，以便使第二封閉空間30中成為不含氧氣的惰性氣體氣氛。惰性氣體經噴嘴21被引入到被夾在圓柱側壁7c和8c之間的空間20a中，從而使空間20a中成為不含氧氣的惰性氣體氣氛。
為了把惰性氣體引入到空間20a中，控制器70向選擇閥26發送一條使得惰性氣體導管66和第二導管24之間相互連通的指令。被質量流量控制器63控制于某一流量的惰性氣體，從惰性氣體源54經惰性氣體導管53、惰性氣體導管61、惰性氣體導管66和第一導管24被輸送到噴嘴21。然后，加熱后的惰性氣體經噴射口22被引入到空間20a中。在惰性氣體經噴嘴21被引入到空間20a中的同時，空間20a中已經存在的氣體經第二排氣口46被排出。也就是說，氧化氣氛被排出到了空間20a之外，取而代之，空間20a被充入惰性氣體氣氛。
如以上所提到的，在轉子5帶著晶片W轉動以便甩出晶片W上的化學藥劑的同時，惰性氣體被引入到第二封閉空間30和空間20a中。因此，到甩出晶片上的化學藥劑的步驟結束之前，第二封閉空間30和空間20a中充滿了惰性氣體氣氛。第二封閉空間30與空間20a相互結合，在外倉7中確定了一個第一封閉空間20。由于第二封閉空間30與空間20a中已經充滿了惰性氣體氣氛，晶片W所處的第一封閉空間20中也充滿了惰性氣體氣氛。
然后，純水經噴嘴21被噴射到晶片W上，從而沖洗掉晶片W上的化學藥劑(圖4中的步驟3)。純水要持續噴射3至10分鐘。沖洗晶片W上的化學藥劑的步驟是在封閉空間20a中在惰性氣體氣氛下進行的。在轉子5帶著晶片W一起轉動的同時，純水經噴嘴21被噴入到第一封閉空間20中，以便清洗晶片W。用過的純水經第二排液口42排出。
為了把純水引入到第一封閉空間20中，控制器70向一個選擇閥26發送一條使純水從純水源25經第一導管24被輸送到噴嘴31的指令。然后，純水經噴射口22被噴射到晶片W上。
如以上所提到的，在被蝕刻后的鋁層73的側壁上形成了氧化層78。此外，在鋁層73上形成了第二阻擋層72b。因此，鋁層73完全被氧化層78和第二阻擋層72b所覆蓋，如圖5F所示，因此，構成鋁層73的鋁根本不會暴露。因此，即使純水被噴射到了晶片W的表面，純水也不會接觸到鋁。這就保證了鋁不會被溶于純水中。
在把殘留的化學藥劑從晶片W上甩出的步驟S2中，即使化學藥劑沒有被甩出，并與純水相互反應而產生了一種鋁易于溶解在其中的溶液，鋁層73中的鋁也不會接觸到此溶液。因此，鋁不會溶解到這種溶液中。類似地，即使鋁層73中含有銅，氧化層78也會防止鋁接觸到純水。因此，可以防止鋁層73變薄。
如果鋁溶解于純水或以上提到的溶液之中，就會產生像金屬雜質這樣的污染物，這樣產生的污染物附著在晶片W之上，就會造成半導體器件制造產量的下降。由于氧化層78防止了鋁溶解于純水或溶液之中，因而可以防止半導體器件制造產量的降低。
當晶片W上的化學藥劑被沖洗掉之后，通過以一個相對較高的轉速轉動轉子5當然還有晶片W，可以對晶片W進行干燥(圖4中的步驟4)。轉動轉子5的步驟是在第一封閉空間20中在惰性氣體氣氛中進行的。惰性氣體經噴嘴21被引入到第一封閉空間20之中，以便對晶片W進行烘干。
當晶片W被干燥后，外倉7被移動到其第二位置(內倉8已經被移動到了其第二位置)。因此，外倉7和內倉8都處于第二位置，此時圓柱壁7c和8c處于環繞著殼體6的位置。
然后，一個進料器(沒有畫出)被觸發向著轉子5移動，并處于轉子5之下。固定器10釋放晶片W，晶片W然后被傳送到進料器上。進料器把晶片W運出外倉7。
根據以上提到的清除聚合物的方法，由于氧化氣氛中的氧氣與被蝕刻的鋁層73的表面相互反應，在此表面上會形成氧化層78。因此，即使用純水來清洗晶片W，氧化層78也會防止鋁被溶解到純水之中。
此外，鋁層73對于由純水和化學藥劑構成的混合物構成的溶液可以具有增強的抵抗力。另外，可以防止在沖洗晶片W上的化學藥劑的步驟中產生像金屬雜質這樣的污染物。因此，可以防止鋁層73變薄，并防止污染物附著在晶片W上，從而保證提高半導體器件的制造產量。
例如，除了半導體晶片，還可以采用一種用作液晶顯示器件基片的玻璃基片，一種CD基片，一種印刷基片或一個陶瓷基片。
在以上提到的實施例中，保護掩膜是通過干灰化來清除的，然后，聚合物層76由化學藥劑來清除。干灰化過程可以省略，在此情況下，保護掩膜和聚合物層76都可以由化學藥劑來清除。
本發明不僅可以用于具有如以上所提到的裝置1結構的那種結構的裝置，而且可以用于比如一種批量型的裝置。
把化學藥劑從轉動著的轉子5連同晶片W上甩出的步驟，可以在第一封閉空間20中在氧化氣氛中進行。例如，用化學藥劑清除聚合物層76的步驟在處于氧化氣氛中的第二封閉空間30和空間20a中來進行，然后，把化學藥劑從轉動著的轉子5連同晶片W上甩出的步驟是伴隨著第二封閉空間30和空間20a從氧化氣氛轉變成惰性氣體氣氛的過程進行的。然后，內倉8就運動到其第二位置，從而把晶片W放到處于惰性氣體氣氛的第一封閉空間20中。然后，執行沖洗晶片W上的化學藥劑的步驟。
當惰性氣體被引入到第二封閉空間30中時，控制器70就向質量流量控制器55發送一條指令，從而使惰性氣體通過惰性氣體導管53，并經第一開口51噴射。在惰性氣體經第一開口51被引入到第二封閉空間30中的同時，已經存在于第二封閉空間30中的氣體經第一排氣口45被排出，從而使第二封閉空間30中的氣氛變成惰性氣體氣氛。
惰性氣體可以經噴嘴21被引入到第二封閉空間30中，在此情況下，要引入到第一封閉空間20中的惰性氣體的流量可以由質量流量控制器63來控制。
盡管在通過轉動晶片W把化學藥劑甩出的同時，第二封閉空間30從氧化氣氛變成了惰性氣體氣氛，把氧化氣氛替換成惰性氣體氣氛也可以在用化學藥劑清除聚合物的步驟結束之前就開始。例如，在被蝕刻的鋁層73的周圍已經形成了一層具有足夠厚度的氧化層78之后，氧化氣氛被逐漸從第二封閉空間30中排出，從而降低第二封閉空間中的氧化氣氛，同時，惰性氣體被引入到第二封閉空間30中，結果當執行用化學藥劑清除聚合物層76的步驟時，第二封閉空間30中就完全變成了惰性氣體氣氛。然后，在處于惰性氣體氣氛下的第二封閉空間30中，執行通過轉動轉子5連同晶片W來甩出化學藥劑的步驟。
可以在內倉8移動到其第二位置之前，使空間20a變成惰性氣體氣氛。因此，可以在進行用化學藥劑清除聚合物層76的步驟的同時，使空間20a變成惰性氣體氣氛。例如，把空間20a中的氧化氣氛替換成惰性氣體氣氛的過程，可以在晶片W被固定到轉子5上之后立即開始，然后內倉8移動到其第一位置。
如果當用化學藥劑清除聚合物層76的步驟已經結束時，把空間30和20a中的氧化氣氛替換成惰性氣體氣氛的過程結束了，內倉8就移動到其第二位置，通過轉動轉子5把化學藥劑從晶片W上甩出的步驟可以在處于惰性氣體氣氛中的第一封閉空間中來進行。
在以上提到的實施例中，氧化氣氛是在用化學藥劑清除聚合物層76的步驟開始之后建立起來的。與此相反，通過轉動轉子5從晶片W上甩出化學藥劑的步驟，可以在由化學藥劑清除聚合物層76的步驟開始而沒有建立起惰性氣體氣氛的時候，在氧化氣氛的整個時間段中來進行，在此情況下，氧化層78可能已經完全形成了，此外，可以簡化由化學藥劑來清除聚合物層76的步驟。另外，不再需要把時間浪費在向晶片W噴射化學藥劑之前建立起惰性氣體氣氛上，這樣就可以縮短實施這種方法的時間，從而確保提高產量。
用化學藥劑清除聚合物層76的步驟(圖4中的步驟S1)，通過轉動轉子5連同晶片W把化學藥劑甩出晶片W的步驟(圖2中的步驟S2)，從晶片W上沖洗掉化學藥劑的步驟(圖4中的步驟S3)，以及干燥晶片W的步驟都可以在氧化氣氛中進行，在此情況下，此方法可以得到簡化。
可以在向晶片W噴射純水之前形成氧化層78。例如，可以在執行通過轉動轉子5連同晶片W把化學藥劑從晶片W上甩出的步驟之后，在向晶片W噴射純水之前，在不轉動晶片W的情況下，在氧化氣氛中形成氧化層78。
可以通過執行在惰性氣體氣氛中清除聚合物層76的步驟和在氧化氣氛中把化學藥劑從晶片W上甩出的步驟來形成氧化層78。然而，用化學藥劑清除聚合物層76的步驟需要5至10分鐘，把化學藥劑從晶片W上甩出的步驟需要30秒鐘，而把化學藥劑從晶片W上沖洗掉的步驟需要3至10分鐘。因此，即使在執行把化學藥劑從晶片W上甩出步驟的同時氧化氣體被引入到了第二封閉空間30中，也不可能在大約30秒鐘內很好地形成氧化層78。這意味著在后續的沖洗晶片W上化學藥劑的步驟中，不可能防止鋁被腐蝕。
可以延長把化學藥劑從晶片W上甩出的步驟，以便很好地形成氧化層。然而，由于實行此方法所需的時間也被延長了，生產量就降低了。此外，如果把化學藥劑從晶片W上甩出的步驟被延長，在把化學藥劑從晶片W上甩出的步驟中晶片W被過度地干燥了。結果，粒子易于附著在晶片W上，即使在隨后的沖洗步驟中，這種附著在晶片W上的粒子也不能被很好地清除。這造成了生產產量的降低。
另外，如果電動機3為執行把化學藥劑從晶片W上甩出的步驟而長時間地運轉，在電動機3和/或轉動軸4上就會產生許多灰塵，從而可能會造成裝置1中的氣氛被污染。反之，在本發明中，用化學藥劑清除聚合物層76的步驟在時間上比把化學藥劑從晶片W上甩出的步驟要長，通過在執行用化學藥劑清除聚合物層76的步驟的同時向第二封閉空間30中引入含氧氣體，就可以在不延長用化學藥劑清除聚合物層76的步驟以及把化學藥劑從晶片W上甩出的步驟的情況下而形成具有足夠厚度的氧化層78。因此，可以防止粒子因過渡干燥而粘在晶片W上，并在不減小產量會情況下防止在電動機3和/或轉動軸4上產生灰塵。
此外，由于在執行用化學藥劑清除聚合物層76的步驟的同時新鮮的化學藥劑被反復地輸送到第二封閉空間30中，因而可以防止粒子粘在晶片W上。因此，優選在清除聚合物層76的步驟中形成氧化層78。
可以省略通過轉動轉子5把化學藥劑從晶片W上甩出的步驟，在此情況下，可以用純水把化學藥劑從晶片W上沖洗掉。即使在晶片W的表面上化學藥劑與純水發生了反應從而產生了易于溶解鋁的溶液，構成鋁層73的鋁也接觸不到這種溶液，當然，也就不會溶解于這種溶液。
以下將描述利用前述的本發明所帶來的好處。
根據本發明，在被蝕刻的金屬層的側壁表面上會形成一層氧化層。因此，金屬不會被用于沖洗化學藥劑的純水所溶解。此外，這樣一層氧化層增強了基片表面抵抗化學藥劑和純水的混合溶液的溶解的能力。另外，本發明防止了在沖洗化學藥劑的步驟中所產生的污染。因此，本發明防止了金屬層變薄，進而防止了金屬附著到基片上而形成污染。
此外，形成氧化層的過程無需延長用于甩出化學藥劑的基片轉動所需的時間。這就保證了產量不會降低，并防止了粒子附著到基片上和用于轉動基片的電動機上產生灰塵。
權利要求
1.一種用于清除形成于基片上的一種被蝕刻金屬層的側壁上所附著的聚合物的方法，其包括(a)通過向所述基片表面上輸送化學藥劑來溶解所述聚合物；和(b)通過向所述基片表面上通入純水而沖洗掉所述基片表面上的所述化學藥劑。其特征在于所述步驟(a)中的至少一部分要在氧化氣氛中進行。
2.如權利要求1中所述的方法，其特征在于所述的步驟(a)和(b)要在氧化氣氛中進行。
3.如權利要求1中所述的方法，其特征在于所述的步驟(a)從其開始或中間直到所述步驟(b)開始的過程中要在氧化氣氛中進行。
4.如權利要求1中所述的方法，其特征在于所述氧化氣氛是在所述聚合物被所述化學藥劑溶解掉直至露出了所述側壁之后才建立起來的。
5.如權利要求1中所述的方法，其還包括通過轉動所述的基片，利用離心力的作用來甩出所述基片上的所述化學藥劑的步驟(c)，所述步驟(c)要在所述步驟(a)和(b)之間來進行。
6.如權利要求5中所述的方法，其特征在于所述步驟(c)要在氧化氣氛中進行。
7.如權利要求1中所述的方法，還包括使所述基片干燥的步驟(d)，所述的步驟(d)要在所述的步驟(b)之后進行。
8.如權利要求1中所述的方法，還包括通過轉動所述的基片，利用離心力的作用來甩出所述基片上的所述化學藥劑的步驟(c)，其特征在于當所述步驟(a)所進行的時間長于所述步驟(c)所進行的時間時，所述步驟(a)中的至少一部分要在氧化氣氛中進行。
9.如權利要求8中所述的方法，其特征在于所述步驟(c)要在氧化氣氛中進行。
10.如權利要求8中所述的方法，還包括使所述基片干燥的步驟(d)，所述的步驟(d)要在所述的步驟(b)之后進行。
11.如權利要求1至10中任何一項所述的方法，其特征在于所述步驟(a)要在惰性氣體氣氛中進行，當所述步驟(a)在氧化氣氛中進行時除外。
12.如權利要求1至10中任何一項所述的方法，其特征在于所述步驟(a)和(b)要反復地進行。
13.如權利要求1至10中任何一項所述的方法，其特征在于所述金屬層是一層鋁。
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于所述鋁層中含有銅。
15.如權利要求1至10中任何一項所述的方法，其特征在于在所述金屬層上形成了一個阻擋層。
16.如權利要求1至10中任何一項所述的方法，其特征在于所述化學藥劑是氟化銨。
17.一種用于清除形成于基片上的一種被蝕刻金屬層的側壁上所附著的聚合物的裝置，其包括(a)一個固定著至少一片基片的基片固定器；(b)一個可以相對于所述基片固定器從一個第一位置移動到一個第二位置的外倉，在第一位置中所述外倉圍繞著所述基片固定器確定了一個第一封閉空間，而在第二位置中所述外倉遠離所述基片固定器以便使所述基片固定器暴露于氣氛之中；(c)一個處于所述外倉之內，且同時可以相對于所述基片固定器和所述外倉在一個第一位置和一個第二位置之間移動的內倉，在第一位置中所述外倉圍繞著所述基片固定器確定了一個第二封閉空間，而在所述第二位置中所述內倉遠離所述基片固定器以便使所述基片固定器暴露于氣氛中；(d)一個裝有可以溶解所述聚合物的化學藥劑的化學藥劑源；(e)一個裝有純水的純水源；(f)一個裝有含氧氣體的含氧氣體源；(g)一個控制所述外倉和內倉的運動，以及所述化學藥劑和所述純水的流動的控制器；其特征在于所述控制器首先把所述內倉保持在其第一位置，并允許所述含氧氣體流入到所述內倉中，以便通過把所述化學藥劑輸送到所述基片的表面而在氧化氣氛中溶解所述聚合物，然后，使所述內倉移動到其第二位置，并把所述外倉保持在其第一位置，以便通過向所述基片的表面上通入純水來沖洗掉所述基片上的化學藥劑。
18.一種如權利要求17所述的裝置，其特征在于在沖洗掉所述化學藥劑的同時所述控制器允許所述含氧氣體流入到所述外倉之中。
19.一種如權利要求17所述的裝置，其特征在于在溶解所述聚合物的過程開始的時候或其過程中，所述控制器允許所述含氧氣體流入到所述內倉之中。
20.一種如權利要求17所述的裝置，其特征在于所述氧化氣氛是在所述聚合物層被所述化學藥劑所溶解直至露出了所述側壁之后才建立的。
21.一種如權利要求17所述的裝置，其特征在于所述基片固定器被設計成可以繞其軸線轉動，以便利用離心力的作用把所述化學藥劑從所述基片上甩出。
22.一種如權利要求21所述的裝置，其特征在于在所述基片固定器轉動的同時，所述控制器允許所述的含氧氣體流入到所述內倉當中。
23.一種如權利要求17所述的裝置，還包括含有惰性氣體的惰性氣體源，其特征在于所述控制器允許所述惰性氣體流入到所述外倉和所述內倉之中，當所述含氧氣體已經存在于所述外倉和所述內倉中時除外。
24.一種如權利要求17所述的裝置，其特征在于所述控制器反復執行通過向所述基片的表面通入所述化學藥劑來溶解所述聚合物，以及通過向所述基片的表面通入所述純水來沖洗掉所述基片上的化學藥劑的過程。
25.一種如權利要求17所述的裝置，其特征在于所述金屬層是一層鋁。
26.一種如權利要求25所述的裝置，其特征在于所述鋁層中含有銅。
27.一種如權利要求17所述的裝置，其特征在于在所述金屬層上形成了一個阻擋層。
28.一種如權利要求17所述的裝置，其特征在于所述化學藥劑源中含有氟化銨。
全文摘要
一種用于清除形成于一個基片(W)上的被蝕刻金屬層(73)的側壁上所附著的聚合物(76)的方法，其包括(a)通過向基片(W)的表面上通入化學藥劑來溶解聚合物(76)，和(b)通過向基片(W)的表面上通入純水來沖洗掉基片(W)表面上的化學藥劑，其特征在于步驟(a)中的至少一部分是在氧化氣氛中進行的。
文檔編號H01L21/306GK1471130SQ0314743
公開日2004年1月28日 申請日期2003年7月10日 優先權日2002年7月10日
發明者苑田博幸, 川口英彥, 田中盛光, 大野宏樹, 光, 彥, 樹 申請人:恩益禧電子股份有限公司