晶圓清洗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，尤其涉及一種晶圓清洗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體器件集成度的不斷提高，金屬互連技術(shù)已廣泛應(yīng)用在超大規(guī)模集成電路中。金屬互連結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程簡(jiǎn)述如下:首先，在晶圓的介質(zhì)層上形成通孔；然后，沉積金屬層，金屬層填滿通孔并覆蓋在介質(zhì)層的整個(gè)表面上；最后，采用化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)將介質(zhì)層表面的金屬層研磨去除，僅保留通孔內(nèi)的金屬，從而形成金屬互連結(jié)構(gòu)。根據(jù)不同的工藝需求，金屬可以選用銅、鎢等。
[0003]CMP工藝結(jié)束后，通常還要對(duì)介質(zhì)層表面進(jìn)行清洗，目的是將研磨過(guò)程中殘留在介質(zhì)層表面的顆粒清洗去除，防止這些顆粒結(jié)晶在介質(zhì)層表面而難以去除。參考圖1所示，為現(xiàn)有的CMP后清洗介質(zhì)層表面的清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，現(xiàn)有的清洗裝置包括清洗腔101及位于清洗腔101內(nèi)的裝卸載臺(tái)102。裝卸載臺(tái)102的表面內(nèi)嵌數(shù)個(gè)噴嘴103，該數(shù)個(gè)噴嘴103分別與去離子水供應(yīng)管道連接，去離子水通過(guò)該數(shù)個(gè)噴嘴103噴出。清洗時(shí)，將形成有金屬互連結(jié)構(gòu)203的晶圓201固定在裝卸載臺(tái)102的上方，介質(zhì)層表面202朝向數(shù)個(gè)噴嘴103，去離子水在高壓下通過(guò)噴嘴103直射至介質(zhì)層表面202，達(dá)到清洗的目的。然而，采用此種清洗裝置清洗具有金屬互連結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層表面時(shí)，金屬互連結(jié)構(gòu)在高壓去離子水的沖洗下，容易從介質(zhì)層的通孔中剝落，從而降低半導(dǎo)體器件的良率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題提供一種改進(jìn)的、可靠性高的晶圓清洗裝置，適用于清洗形成有金屬互連結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層表面。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的晶圓清洗裝置，用于清洗晶圓表面，該清洗裝置包括清洗腔、裝卸載臺(tái)、噴嘴、清洗液供應(yīng)管道及壓力調(diào)節(jié)閥。裝卸載臺(tái)布置在清洗腔內(nèi)。噴嘴內(nèi)嵌在裝卸載臺(tái)的表面。清洗液供應(yīng)管道與噴嘴連接。壓力調(diào)節(jié)閥設(shè)置在清洗液供應(yīng)管道上。清洗時(shí)，晶圓位于裝卸載臺(tái)的上方并距離裝卸載臺(tái)一預(yù)定距離，晶圓旋轉(zhuǎn)，噴嘴向晶圓表面噴射清洗液，壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)供應(yīng)至噴嘴的清洗液的壓力，使供應(yīng)至噴嘴的清洗液的壓力值保持在清洗液既能夠接觸到晶圓表面，清洗晶圓表面，又不損壞晶圓上的結(jié)構(gòu)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的晶圓清洗裝置的一實(shí)施例，通過(guò)噴嘴噴射出的清洗液的覆蓋范圍大于或等于晶圓的半徑。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的晶圓清洗裝置的一實(shí)施例，晶圓旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速為5-30轉(zhuǎn)/分鐘。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的晶圓清洗裝置的一實(shí)施例，噴嘴與晶圓表面之間具有一夾角，該夾角為0-60度。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的晶圓清洗裝置的一實(shí)施例，噴嘴具有進(jìn)液端、出液端及連接進(jìn)液端與出液端的連接部，進(jìn)液端與連接部均呈圓柱形且進(jìn)液端的半徑大于連接部的半徑，出液端呈倒圓錐形。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的晶圓清洗裝置的一實(shí)施例，噴嘴的出液端口設(shè)置有篩網(wǎng)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的晶圓清洗裝置的一實(shí)施例，晶圓具有介質(zhì)層，介質(zhì)層上形成有金屬互連結(jié)構(gòu)，該清洗裝置適用于化學(xué)機(jī)械研磨工藝結(jié)束，在介質(zhì)層上形成金屬互連結(jié)構(gòu)后，對(duì)介質(zhì)層表面進(jìn)行清洗。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的晶圓清洗裝置的一實(shí)施例，供應(yīng)至噴嘴的清洗液的壓力控制在清洗液自由向上噴射的頂點(diǎn)與晶圓表面的距離為2-10CM。
[0013]綜上所述，本發(fā)明晶圓清洗裝置通過(guò)調(diào)節(jié)供應(yīng)至晶圓表面的清洗液的壓力，使其控制在清洗液既能夠接觸到晶圓表面，清洗晶圓表面，去除晶圓表面上的顆粒，又不損壞晶圓上的結(jié)構(gòu)，從而提高了該清洗裝置的可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為現(xiàn)有的清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2揭示了本發(fā)明的晶圓清洗裝置的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3揭示了本發(fā)明的晶圓清洗裝置的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4揭示了本發(fā)明的晶圓清洗裝置的噴嘴的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及效果，下面將結(jié)合實(shí)施例并配合圖式予以詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]參考圖2所示，揭示了本發(fā)明的晶圓清洗裝置的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，該晶圓清洗裝置包括清洗腔301和布置在清洗腔301內(nèi)的裝卸載臺(tái)302。裝卸載臺(tái)302的表面內(nèi)嵌一噴嘴303，噴嘴303向晶圓表面噴射清洗液，通過(guò)該噴嘴303噴射出的清洗液的覆蓋范圍大于或等于晶圓的半徑。噴嘴303與清洗液供應(yīng)管道304連接。清洗液供應(yīng)管道304上設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)閥305，壓力調(diào)節(jié)閥305調(diào)節(jié)供應(yīng)至噴嘴303的清洗液的壓力，使供應(yīng)至噴嘴303的清洗液的壓力值保持在清洗液既能夠接觸到晶圓表面，清洗晶圓表面，去除晶圓表面上的顆粒，又不損壞晶圓上的結(jié)構(gòu)。
[0020]使用該清洗裝置清洗晶圓表面時(shí)，晶圓201位于裝卸載臺(tái)302的上方并距離裝卸載臺(tái)302 —預(yù)定距離，晶圓201具有介質(zhì)層202，介質(zhì)層202上形成有金屬互連結(jié)構(gòu)203，該清洗裝置主要針對(duì)化學(xué)機(jī)械研磨工藝結(jié)束，在介質(zhì)層202上形成金屬互連結(jié)構(gòu)203后，對(duì)介質(zhì)層202表面進(jìn)行清洗。清洗時(shí)，晶圓201旋轉(zhuǎn)，在一個(gè)實(shí)施例中，晶圓201夾持在研磨頭上，由研磨頭帶動(dòng)晶圓201旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速控制在5-30轉(zhuǎn)/分鐘。清洗液，例如去離子水，由清洗液供應(yīng)管道304供應(yīng)至噴嘴303，通過(guò)噴嘴303噴射至介質(zhì)層202表面，以清洗介質(zhì)層202表面，去除化學(xué)機(jī)械研磨后殘留的顆粒等污染物。在一個(gè)實(shí)施例中，供應(yīng)至噴嘴303的清洗液的壓力控制在清洗液自由向上噴射的頂點(diǎn)與介質(zhì)層202表面的距離Η為2-10CM，如圖3所示。清洗結(jié)束后，晶圓201卸載在裝卸載臺(tái)302上，機(jī)械手從裝卸載臺(tái)302上取走晶圓 201。
[0021]較佳地，為了減小清洗液對(duì)介質(zhì)層202表面的沖擊，避免造成金屬互連結(jié)構(gòu)203從介質(zhì)層202中剝落，噴嘴303與介質(zhì)層202表面之間具有一夾角，該夾角為0_60度。籍由此設(shè)計(jì)，避免了清洗液直射在介質(zhì)層202表面，從而減小了清洗液對(duì)介質(zhì)層202表面的沖擊。
[0022]參考圖4所示，揭示了噴嘴的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，噴嘴303具有進(jìn)液端3031、出液端3032及連接進(jìn)液端3031與出液端3032的連接部3033，進(jìn)液端3031與連接部3033呈圓柱形且進(jìn)液端3031的半徑大于連接部3033的半徑，出液端3032呈倒圓錐形。籍由此設(shè)計(jì)，能夠提高清洗液在介質(zhì)層202表面壓力分布均勻性，從而確保介質(zhì)層202整個(gè)表面上的顆粒等污染物能夠去除。在一個(gè)實(shí)施例中，噴嘴303的出液端口設(shè)置有篩網(wǎng)306，通過(guò)該篩網(wǎng)306，清洗液能夠均勻噴涂在介質(zhì)層202表面。
[0023]本發(fā)明晶圓清洗裝置通過(guò)調(diào)節(jié)供應(yīng)至晶圓表面的清洗液的壓力，使其控制在清洗液既能夠接觸到晶圓表面，清洗晶圓表面，去除晶圓表面上的顆粒，又不損壞晶圓上的結(jié)構(gòu)，從而提高了該清洗裝置的可靠性。
[0024]綜上所述，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施方式及相關(guān)圖式說(shuō)明，己具體、詳實(shí)的揭露了相關(guān)技術(shù)，使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以據(jù)以實(shí)施。而以上所述實(shí)施例只是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，而不是用來(lái)限制本發(fā)明的，本發(fā)明的權(quán)利范圍，應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求來(lái)界定。至于本文中所述元件數(shù)目的改變或等效元件的代替等仍都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種晶圓清洗裝置，用于清洗晶圓表面，其特征在于，包括: 清洗腔； 裝卸載臺(tái)，布置在清洗腔內(nèi)； 噴嘴，內(nèi)嵌在裝卸載臺(tái)的表面； 清洗液供應(yīng)管道，與噴嘴連接； 壓力調(diào)節(jié)閥，設(shè)置在清洗液供應(yīng)管道上； 清洗時(shí)，晶圓位于裝卸載臺(tái)的上方并距離裝卸載臺(tái)一預(yù)定距離，晶圓旋轉(zhuǎn)，噴嘴向晶圓表面噴射清洗液，壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)供應(yīng)至噴嘴的清洗液的壓力，使供應(yīng)至噴嘴的清洗液的壓力值保持在清洗液既能夠接觸到晶圓表面，清洗晶圓表面，又不損壞晶圓上的結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓清洗裝置，其特征在于，通過(guò)噴嘴噴射出的清洗液的覆蓋范圍大于或等于晶圓的半徑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓清洗裝置，其特征在于，晶圓旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速為5-30轉(zhuǎn)/分鐘。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓清洗裝置，其特征在于，噴嘴與晶圓表面之間具有一夾角，該夾角為0-60度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓清洗裝置，其特征在于，噴嘴具有進(jìn)液端、出液端及連接進(jìn)液端與出液端的連接部，進(jìn)液端與連接部均呈圓柱形且進(jìn)液端的半徑大于連接部的半徑，出液端呈倒圓錐形。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的晶圓清洗裝置，其特征在于，噴嘴的出液端口設(shè)置有篩網(wǎng)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓清洗裝置，其特征在于，晶圓具有介質(zhì)層，介質(zhì)層上形成有金屬互連結(jié)構(gòu)，該清洗裝置適用于化學(xué)機(jī)械研磨工藝結(jié)束，在介質(zhì)層上形成金屬互連結(jié)構(gòu)后，對(duì)介質(zhì)層表面進(jìn)行清洗。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓清洗裝置，其特征在于，供應(yīng)至噴嘴的清洗液的壓力控制在清洗液自由向上噴射的頂點(diǎn)與晶圓表面的距離為2-10CM。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明揭示了一種晶圓清洗裝置，用于清洗晶圓表面，該清洗裝置包括：清洗腔；裝卸載臺(tái)，布置在清洗腔內(nèi)；噴嘴，內(nèi)嵌在裝卸載臺(tái)的表面；清洗液供應(yīng)管道，與噴嘴連接；壓力調(diào)節(jié)閥，設(shè)置在清洗液供應(yīng)管道上；清洗時(shí)，晶圓位于裝卸載臺(tái)的上方并距離裝卸載臺(tái)一預(yù)定距離，晶圓旋轉(zhuǎn)，噴嘴向晶圓表面噴射清洗液，壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)供應(yīng)至噴嘴的清洗液的壓力，使供應(yīng)至噴嘴的清洗液的壓力值保持在清洗液既能夠接觸到晶圓表面，清洗晶圓表面，又不損壞晶圓上的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明晶圓清洗裝置既去除晶圓表面上的顆粒，又不損壞晶圓上的結(jié)構(gòu)，從而提高了該清洗裝置的可靠性。
【IPC分類(lèi)】B08B3/02, H01L21/67
【公開(kāi)號(hào)】CN105312268
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410365916
【發(fā)明人】楊貴璞, 王堅(jiān), 王暉
【申請(qǐng)人】盛美半導(dǎo)體設(shè)備（上海）有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2014年7月29日