CN105312268A - 晶圆清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种晶圆清洗装置，用于清洗晶圆表面，该清洗装置包括：清洗腔；装卸载台，布置在清洗腔内；喷嘴，内嵌在装卸载台的表面；清洗液供应管道，与喷嘴连接；压力调节阀，设置在清洗液供应管道上；清洗时，晶圆位于装卸载台的上方并距离装卸载台一预定距离，晶圆旋转，喷嘴向晶圆表面喷射清洗液，压力调节阀调节供应至喷嘴的清洗液的压力，使供应至喷嘴的清洗液的压力值保持在清洗液既能够接触到晶圆表面，清洗晶圆表面，又不损坏晶圆上的结构。本发明晶圆清洗装置既去除晶圆表面上的颗粒，又不损坏晶圆上的结构，从而提高了该清洗装置的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路制造领域，尤其涉及一种晶圆清洗装置。
背景技术
随着半导体器件集成度的不断提高，金属互连技术已广泛应用在超大规模集成电路中。金属互连结构的形成过程简述如下：首先，在晶圆的介质层上形成通孔；然后，沉积金属层，金属层填满通孔并覆盖在介质层的整个表面上；最后，采用化学机械研磨(CMP)将介质层表面的金属层研磨去除，仅保留通孔内的金属，从而形成金属互连结构。根据不同的工艺需求，金属可以选用铜、钨等。
CMP工艺结束后，通常还要对介质层表面进行清洗，目的是将研磨过程中残留在介质层表面的颗粒清洗去除，防止这些颗粒结晶在介质层表面而难以去除。参考图1所示，为现有的CMP后清洗介质层表面的清洗装置的结构示意图。如图1所示，现有的清洗装置包括清洗腔101及位于清洗腔101内的装卸载台102。装卸载台102的表面内嵌数个喷嘴103，该数个喷嘴103分别与去离子水供应管道连接，去离子水通过该数个喷嘴103喷出。清洗时，将形成有金属互连结构203的晶圆201固定在装卸载台102的上方，介质层表面202朝向数个喷嘴103，去离子水在高压下通过喷嘴103直射至介质层表面202，达到清洗的目的。然而，采用此种清洗装置清洗具有金属互连结构的介质层表面时，金属互连结构在高压去离子水的冲洗下，容易从介质层的通孔中剥落，从而降低半导体器件的良率。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术问题提供一种改进的、可靠性高的晶圆清洗装置，适用于清洗形成有金属互连结构的介质层表面。
为实现上述目的，本发明提出的晶圆清洗装置，用于清洗晶圆表面，该清洗装置包括清洗腔、装卸载台、喷嘴、清洗液供应管道及压力调节阀。装卸载台布置在清洗腔内。喷嘴内嵌在装卸载台的表面。清洗液供应管道与喷嘴连接。压力调节阀设置在清洗液供应管道上。清洗时，晶圆位于装卸载台的上方并距离装卸载台一预定距离，晶圆旋转，喷嘴向晶圆表面喷射清洗液，压力调节阀调节供应至喷嘴的清洗液的压力，使供应至喷嘴的清洗液的压力值保持在清洗液既能够接触到晶圆表面，清洗晶圆表面，又不损坏晶圆上的结构。
根据本发明的晶圆清洗装置的一实施例，通过喷嘴喷射出的清洗液的覆盖范围大于或等于晶圆的半径。
根据本发明的晶圆清洗装置的一实施例，晶圆旋转的转速为5-30转/分钟。
根据本发明的晶圆清洗装置的一实施例，喷嘴与晶圆表面之间具有一夹角，该夹角为0-60度。
根据本发明的晶圆清洗装置的一实施例，喷嘴具有进液端、出液端及连接进液端与出液端的连接部，进液端与连接部均呈圆柱形且进液端的半径大于连接部的半径，出液端呈倒圆锥形。
根据本发明的晶圆清洗装置的一实施例，喷嘴的出液端口设置有筛网。
根据本发明的晶圆清洗装置的一实施例，晶圆具有介质层，介质层上形成有金属互连结构，该清洗装置适用于化学机械研磨工艺结束，在介质层上形成金属互连结构后，对介质层表面进行清洗。
根据本发明的晶圆清洗装置的一实施例，供应至喷嘴的清洗液的压力控制在清洗液自由向上喷射的顶点与晶圆表面的距离为2-10CM。
综上所述，本发明晶圆清洗装置通过调节供应至晶圆表面的清洗液的压力，使其控制在清洗液既能够接触到晶圆表面，清洗晶圆表面，去除晶圆表面上的颗粒，又不损坏晶圆上的结构，从而提高了该清洗装置的可靠性。
附图说明
图1为现有的清洗装置的结构示意图。
图2揭示了本发明的晶圆清洗装置的一实施例的结构示意图。
图3揭示了本发明的晶圆清洗装置的一实施例的结构示意图。
图4揭示了本发明的晶圆清洗装置的喷嘴的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及效果，下面将结合实施例并配合图式予以详细说明。
参考图2所示，揭示了本发明的晶圆清洗装置的一实施例的结构示意图。如图2所示，该晶圆清洗装置包括清洗腔301和布置在清洗腔301内的装卸载台302。装卸载台302的表面内嵌一喷嘴303，喷嘴303向晶圆表面喷射清洗液，通过该喷嘴303喷射出的清洗液的覆盖范围大于或等于晶圆的半径。喷嘴303与清洗液供应管道304连接。清洗液供应管道304上设置有压力调节阀305，压力调节阀305调节供应至喷嘴303的清洗液的压力，使供应至喷嘴303的清洗液的压力值保持在清洗液既能够接触到晶圆表面，清洗晶圆表面，去除晶圆表面上的颗粒，又不损坏晶圆上的结构。
使用该清洗装置清洗晶圆表面时，晶圆201位于装卸载台302的上方并距离装卸载台302一预定距离，晶圆201具有介质层202，介质层202上形成有金属互连结构203，该清洗装置主要针对化学机械研磨工艺结束，在介质层202上形成金属互连结构203后，对介质层202表面进行清洗。清洗时，晶圆201旋转，在一个实施例中，晶圆201夹持在研磨头上，由研磨头带动晶圆201旋转，转速控制在5-30转/分钟。清洗液，例如去离子水，由清洗液供应管道304供应至喷嘴303，通过喷嘴303喷射至介质层202表面，以清洗介质层202表面，去除化学机械研磨后残留的颗粒等污染物。在一个实施例中，供应至喷嘴303的清洗液的压力控制在清洗液自由向上喷射的顶点与介质层202表面的距离H为2-10CM，如图3所示。清洗结束后，晶圆201卸载在装卸载台302上，机械手从装卸载台302上取走晶圆201。
较佳地，为了减小清洗液对介质层202表面的冲击，避免造成金属互连结构203从介质层202中剥落，喷嘴303与介质层202表面之间具有一夹角，该夹角为0-60度。籍由此设计，避免了清洗液直射在介质层202表面，从而减小了清洗液对介质层202表面的冲击。
参考图4所示，揭示了喷嘴的一实施例的结构示意图。如图4所示，喷嘴303具有进液端3031、出液端3032及连接进液端3031与出液端3032的连接部3033，进液端3031与连接部3033呈圆柱形且进液端3031的半径大于连接部3033的半径，出液端3032呈倒圆锥形。籍由此设计，能够提高清洗液在介质层202表面压力分布均匀性，从而确保介质层202整个表面上的颗粒等污染物能够去除。在一个实施例中，喷嘴303的出液端口设置有筛网306，通过该筛网306，清洗液能够均匀喷涂在介质层202表面。
本发明晶圆清洗装置通过调节供应至晶圆表面的清洗液的压力，使其控制在清洗液既能够接触到晶圆表面，清洗晶圆表面，去除晶圆表面上的颗粒，又不损坏晶圆上的结构，从而提高了该清洗装置的可靠性。
综上所述，本发明通过上述实施方式及相关图式说明，己具体、详实的揭露了相关技术，使本领域的技术人员可以据以实施。而以上所述实施例只是用来说明本发明，而不是用来限制本发明的，本发明的权利范围，应由本发明的权利要求来界定。至于本文中所述元件数目的改变或等效元件的代替等仍都应属于本发明的权利范围。
Claims (8)
1.一种晶圆清洗装置，用于清洗晶圆表面，其特征在于，包括：
清洗腔；
装卸载台，布置在清洗腔内；
喷嘴，内嵌在装卸载台的表面；
清洗液供应管道，与喷嘴连接；
压力调节阀，设置在清洗液供应管道上；
清洗时，晶圆位于装卸载台的上方并距离装卸载台一预定距离，晶圆旋转，喷嘴向晶圆表面喷射清洗液，压力调节阀调节供应至喷嘴的清洗液的压力，使供应至喷嘴的清洗液的压力值保持在清洗液既能够接触到晶圆表面，清洗晶圆表面，又不损坏晶圆上的结构。
2.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，通过喷嘴喷射出的清洗液的覆盖范围大于或等于晶圆的半径。
3.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，晶圆旋转的转速为5-30转/分钟。
4.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，喷嘴与晶圆表面之间具有一夹角，该夹角为0-60度。
5.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，喷嘴具有进液端、出液端及连接进液端与出液端的连接部，进液端与连接部均呈圆柱形且进液端的半径大于连接部的半径，出液端呈倒圆锥形。
6.根据权利要求1或5所述的晶圆清洗装置，其特征在于，喷嘴的出液端口设置有筛网。
7.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，晶圆具有介质层，介质层上形成有金属互连结构，该清洗装置适用于化学机械研磨工艺结束，在介质层上形成金属互连结构后，对介质层表面进行清洗。
8.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，供应至喷嘴的清洗液的压力控制在清洗液自由向上喷射的顶点与晶圆表面的距离为2-10CM。
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