CN214099595U - 电浆清洁设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种电浆清洁设备，包括腔体、射频电极、载台、电极与第一遮板，其中第一遮板相邻腔体顶部，且第一遮板具有复数第一开口以形成非平整底面。在电浆清洁设备的清洁过程中，氩离子撞击载台上的铝基板，而溅镀出来的铝与腔体中的脏污反应，并吸附在第一遮板的非平整底面，以降低腔体他处受脏污附着的机率。

Description

电浆清洁设备

技术领域

本实用新型是一种电浆清洁设备，尤其指一种透过第一遮板收集脏污的一种电浆清洁设备。

背景技术

在半导体的电浆清洗制程中，是使电浆清洗设备产生电浆，让氩气经解离后撞击晶圆，以撞击出晶圆表面的脏污，达到晶圆清洁的效果。然而，部分脏污悬浮在腔体中，且可能掉落回晶圆表面，并随着晶圆进行后续制程，例如金属镀膜制程。若脏污掉落于晶圆未来的布线区，将使导线无法导通，进而降低产品的良率。

一种改善上述问题的方法是在固定的周期以铝基板取代晶圆受氩离子的撞击，溅镀出来的铝可与残留在腔体的脏污反应，并附着于腔体的遮板上，降低脏污掉落回晶圆表面的机率。然而，由于电浆清洗设备是利用线圈感应磁场来产生电浆以进行电浆清洗制程，当腔体被过多金属覆盖时，将造成感应磁场的穿透受到阻碍，进而影响电浆的产生。

一种改善题的方法是使用侧向线圈搭配陶瓷拱顶，并采用金属框架来遮蔽附着脏污的铝，以降低金属附着在陶瓷拱顶的机率。然而，陶瓷拱顶的制作过程复杂，耗时长且制作成本较高。

实用新型内容

因此，为了克服现有技术的不足处，本实用新型实施例提供一种电浆清洁设备，可以让附着脏污的铝卡在电浆清洁设备的第一遮板的非平整底面(例如，第一遮板的凹槽内)，如此，可降低脏污悬浮在腔体他处的机率，以增加晶圆的洁净度。

基于前述目的的至少其中之一者，本实用新型实施例提供的电浆清洁设备包括腔体、射频电极、载台、电极与第一遮板。所述腔体具有腔体顶部与容置空间，而射频电极连接腔体顶部，载台位于容置空间内，电极则连接载台。所述第一遮板位于腔体的容置空间内且相邻腔体顶部，其中第一遮板具有复数第一开口以形成非平整底面。

可选地，所述第一遮板还包括复数第一封闭部，而第一封闭部相邻腔体顶部且与第一开口彼此相对，以在第一遮板形成复数凹槽。

可选地，所述第一开口为圆形开口或长型开口。

可选地，所述第一开口的截面积小于第一封闭部的截面积。

可选地，所述凹槽还包括第一部分与第二部分，其中第一开口位于第一部分，而第二部分相邻第一封闭部，其中第一部分的截面积小于第二部分的截面积。

可选地，所述凹槽的截面积由第一开口朝第一封闭部的方向逐渐增加。

可选地，所述凹槽的截面积由第一开口朝第一封闭部的方向逐渐减少。

可选地，所述凹槽的截面积由第一开口朝第一封闭部的方向渐缩到零，且复数第一开口彼此紧邻，以使第一遮板的纵切面的复数凹槽形成锯齿状。

可选地，所述凹槽的截面积由第一开口朝第一封闭部的方向维持不变。

可选地，所述第一遮板的非平整底面涂布有化学材料，以使非平整底面形成凹凸面，以增加非平整底面的表面积。

可选地，所述化学材料为氧化钇、氧化铝或陶瓷。

可选地，所述电浆清洁设备还包括第二遮板，位于第一遮板与载台之间，其中第二遮板具有复数下开口与复数上开口，且复数下开口连通复数上开口，以在第二遮板形成复数通孔。

简言之，本实用新型实施例提供的电浆清洁设备是透过第一遮板的非平整底面捕捉附着脏污的金属，以降低脏污存在腔体他处的机率，如此，可增加晶圆的洁净度，故于对电浆清洗设备及制程有需求的市场(例如，半导体)具有优势。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电浆清洁设备的示意图。

图2是本实用新型实施例的第一遮板的示意图。

图3是本实用新型另一实施例的第一遮板的示意图。

图4是本实用新型又一实施例的第一遮板的示意图。

图5是本实用新型再一实施例的第一遮板的示意图。

图6是本实用新型再一实施例的第一遮板的示意图。

图7是本实用新型再一实施例的第一遮板的示意图。

图8是本实用新型再一实施例的第一遮板的示意图。

图9是本实用新型再一实施例的第一遮板的立体示意图。

图10是本实用新型再一实施例的第一遮板的示意图。

图11是本实用新型再一实施例的第一遮板的立体示意图。

图12是本实用新型再一实施例的第一遮板的示意图。

图13是本实用新型再一实施例的电浆清洁设备的示意图。

附图标记说明：1、2-电浆清洁设备；11-腔体；111-腔体顶部；113-制程气体入口；13-载台；131-冷却管线；15、25、35、45、55、65、75、85、95、105- 第一遮板；151、251、351、451、551、651、751、851、951、1051-第一开口； 153、253、353、453、553-第一封闭部；155、255、355、455、555-凹槽；15S、 65S、75S-非平整底面；257-第一部分；259-第二部分；355W、455W、555W- 凹槽侧壁；652、752-第二开口；653、753-通孔；A151、A251、A351、A451、 A551-第一开口的截面积；A153、A253、A353、A453-第一封闭部的截面积； A257-第一部分的截面积；A259-第二部分的截面积；C851、C951、C1051-圆形开口；D651、D751-下开口；E1-射频电极；E2-电极；L951、L1051-长形开口； S-容置空间；S75-第二遮板；U652、U752-上开口；W-基板。

具体实施方式

为充分了解本实用新型的目的、特征及功效，由下述具体的实施例，并配合所附的图式，对本实用新型做一详细说明，说明如后。

首先，请参照图1，图1是本实用新型实施例的电浆清洁设备的示意图。本实用新型提供的电浆清洁设备1包括腔体11、射频电极E1、载台13、电极E2 与第一遮板15。所述腔体11具有腔体顶部111与容置空间S，而腔体顶部111 的材质例如但不限制为陶瓷。

所述腔体11的容置空间S内设置有载台13，而载台13用以承载至少一基板W。所述电浆清洁设备1还可设有冷却管线131，冷却管线131连接载台13(例如，设置于载台13的内部)，以调节基板W的温度。

在半导体的预清洁制程中(pre-clean process)，基板W为晶圆。晶圆上的脏污可在预清洁制程中被电浆轰击出来，而脏污及副产物(例如，三氧化二铝、二氧化硅、氮化硅、炭、有机化合物、污染气体等)则附着或悬浮在腔体11中。当对电浆清洁设备1进行清洁时，是以金属基板(例如，铝基板)作为基板W，而铝可被电浆溅镀出来，并与脏污及副产物反应或使脏污及副产物附着在溅镀出来的铝上。

具体而言，载台13与电极E2相连接，而电极E2位于载台13的上方，使载台13透过电极E2承载基板W。腔体顶部111连接射频电极E1，而射频电极 E1与电极E2可在腔体11的容置空间S内产生电位差。

所述腔体11的侧壁还具有制程气体入口113，以使制程气体(例如，氩气) 透过制程气体入口113进入到腔体11的容置空间S内。当对电浆清洁设备1进行清洁时，射频电极E1与电极E2使腔体11内产生电位差，并使电子具有能量。当电子撞击通入腔体11内的氩气时，可使氩气解离为氩离子，而使腔体11内产生高密度电浆。腔体11内的电浆经加速后，使氩离子撞击铝基板并使铝被溅镀出来，以与脏污及副产物反应或使脏污及副产物附着在溅镀出来的铝上。

所述第一遮板15位于容置空间S内且相邻腔体顶部111，第一遮板15具有复数第一开口151以形成非平整底面15S，而附着在铝上面的脏污可被非平整底面15S捕捉，以降低悬浮在腔体11的容置空间S内的机率。由于第一遮板15 具有非平整底面15S，其表面积大于平整底面的表面积，即，吸附脏污的表面积较大，因此可降低更换第一遮板15的频率，如此，可延长电浆清洁设备1的清洁周期。所述第一遮板15的材质可以是石英、陶瓷、碳化硅或氧化铝，但本实用新型不以此为限制。

所述电浆清洁设备1还可包括冷却通道，连接腔体顶部111(图未示)，用以降低腔体11的温度，以推迟容置空间S内的脏污扩散到基板W的速度。

在一个实施例中，第一遮板15具有复数第一开口151与复数第一封闭部 153。所述第一封闭部153相邻腔体顶部111且与第一开口151彼此相对，以在第一遮板15形成复数凹槽155。所述凹槽155的第一开口151朝向基板W的方向，以容纳溅镀出来并携带脏污的铝。

第一遮板15的非平整底面15S或凹槽155可涂布有化学材料，其中化学材料可以是氧化钇、氧化铝或陶瓷。在非平整底面15S或凹槽155涂布化学材料的目的在于创造不平整表面(例如，凹凸面)，以增加非平整底面15S或凹槽155 的表面积，如此，可更容易捕捉或卡住携带脏污的铝。

所述第一遮板15可具有多种不同态样，请参照图2，第一遮板15具有复数凹槽155以形成非平整底面15S，而凹槽155的截面积由第一开口151朝第一封闭部153的方向维持不变，即，第一开口的截面积A151等于第一封闭部的截面积A153。

请参照图3，图3是本实用新型另一实施例的第一遮板的示意图。所述第一遮板25具有复数第一开口251与复数第一封闭部253，而第一封闭部253与第一开口251彼此相对，以在第一遮板25形成复数凹槽255，其中第一开口的截面积A251小于第一封闭部的截面积A253。

具体而言，凹槽255包括第一部分257与第二部分259，而第一开口251位于第一部分257，第二部分259则相邻第一封闭部253。在第一遮板25的纵切面中，第一部分257与第二部分259的皆为矩形，其中第一部分的截面积A257 小于第二部分的截面积A259，使凹槽255呈现T字型，如此，脏污易卡于截面积较大的第二部分259，且不容易从较小截面积的第一开口251之处掉落。同样地，凹槽255可受陶瓷熔射或涂布有氧化钇或氧化铝，以增加凹槽255的表面积，强化第一遮板25捕捉脏污的能力。

在其他实施例中，凹槽255也可不区分成第一部分257与第二部分259。请参照图4，图4是本实用新型又一实施例的第一遮板的示意图，如图4所示，第一遮板35具有复数第一开口351与复数第一封闭部353，而第一封闭部353与第一开口351彼此相对，以在第一遮板35形成复数凹槽355，其中第一开口的截面积A351小于第一封闭部的截面积A353。

具体而言，凹槽355的截面积由第一开口351朝第一封闭部353的方向逐渐增加，使凹槽355的凹槽侧壁355W与第一封闭部353之间形成导角355A，其中导角355A的范围是40～90度。当凹槽355的导角355A不为直角时，脏污不容易从较小截面积的第一开口351之处掉落。同样地，凹槽355可受陶瓷熔射或涂布有氧化钇或氧化铝，以增加凹槽355的表面积，强化第一遮板35捕捉脏污的能力。

在其他实施例中，凹槽355可以是其他态样。请参照图5，图5是本实用新型再一实施例的第一遮板的示意图。如图5所示，第一遮板45具有复数第一开口451与复数第一封闭部453，而第一封闭部453与第一开口451彼此相对，以在第一遮板45形成复数凹槽455，其中第一开口的截面积A451大于第一封闭部的截面积A453。

具体而言，凹槽455的截面积由第一开口451朝第一封闭部453的方向逐渐减少，使凹槽455的凹槽侧壁455W与第一封闭部453之间形成导角455A，其中导角455A的范围是90～130度。当第一开口的截面积A451大于第一封闭部的截面积A453时，脏污较容易容纳于凹槽455。同样地，凹槽455可受陶瓷熔射或涂布有氧化钇或氧化铝，以增加凹槽455的表面积，强化第一遮板45捕捉脏污的能力。

在其他实施例中，第一封闭部的截面积A453可以为0。请参照图6，图6 是本实用新型再一实施例的第一遮板的示意图。如图6所示，凹槽555的截面积由第一开口551朝第一封闭部553的方向渐缩到零。具体而言，第一封闭部 553的截面积为零，使凹槽555的两凹槽侧壁555W有一接触点。再者，复数第一开口551可彼此紧邻，以使第一遮板55的复数凹槽555形成锯齿状。在其他实施例中，多个第一开口551之间也可以不紧邻(图未示)。同样地，凹槽555可受陶瓷熔射或涂布有氧化钇或氧化铝，以增加凹槽555的表面积，强化第一遮板55捕捉脏污的能力。

在其他实施例中，第一遮板15～55也可以不具有第一封闭部153～553。请参照图7，图7是本实用新型再一实施例的第一遮板的示意图。如图7所示，第一遮板65具有复数第一开口651(下开口D651)以形成非平整底面65S，且具有复数第二开口652(上开口U652)，其中上开口U652与下开口D651彼此连通以形成通孔653。在第一遮板65的纵切面中，通孔653为矩形，但本实用新型不以此为限制。同样地，第一遮板65可受陶瓷熔射或涂布有氧化钇或氧化铝，以增加非平整底面65S的表面积，强化第一遮板65捕捉脏污的能力。

请参照图8，图8是本实用新型再一实施例的第一遮板的示意图。如图8所示，第一遮板75的第二开口752(上开口U752)与第一开口751(下开口D751)彼此连通以形成通孔753，而在第一遮板75的纵切面中，通孔753为梯形。在其他实施例中，通孔753也可以是T字型(图未示)。同样地，第一遮板75可受陶瓷熔射或涂布有氧化钇或氧化铝，以增加非平整底面75S的表面积，强化第一遮板75捕捉脏污的能力。

当电浆清洁设备1设置有第一遮板15～75，可使携带脏污的铝不黏附(或仅部分黏附)在腔体顶部111。携带脏污的铝多数被第一遮板15～75捕捉，且难以形成连续面，如此，腔体11不会被过多金属覆盖，故难以影响感应磁场的穿透，进而稳定电浆的产生。

接着，请参照图9，图9是本实用新型再一实施例的第一遮板的立体示意图。如图9所示，第一遮板85的第一开口851为圆形开口C851，且复数第一开口851呈现同心圆及放射状的配置。前述任一实施例的第一开口151～751的形状与设置方式可相同或相似于图9。

在其他实施例中，第一开口851也可以不完全是圆形开口C851。请参照图 10与图11，图10与图11是本实用新型再一实施例的第一遮板的示意图。第一遮板95的第一开口951可以是圆形开口C951与长形开口L951，而长形开口L951 可形成沟槽，其中圆形开口C951与长型开口L951可交错配置，并呈现同心圆及放射状。前述任一实施例的第一开口151～751的形状与设置方式可相同或相似于图10与图11。

在其他实施例中，圆形开口C951与长形开口L951可彼此连通，请参照图 12，图12是本实用新型再一实施例的第一遮板的示意图。第一遮板105的圆形开口C1051与长形开口L1051互相连通，并呈现同心圆及放射状。

在其他实施例中，电浆清洁设备1可具有多个第一遮板。请参照图13，图 13是本实用新型再一实施例的电浆清洁设备的示意图。如图13所示，电浆清洁设备2与前述实施例大致相同，差别仅在电浆清洁设备2还具有第二遮板S75。所述第二遮板S75位于第一遮板15与载台13之间，其中第二遮板S75具有复数下开口D751与复数上开口U752，且下开口D751连通上开口U752，以在第二遮板形S75成复数通孔。

当电浆清洁设备2具有两个遮板15、S75，携带脏污的铝可先部分附着在第二遮板S75，而穿透第二遮板S75的通孔的脏污则可附着在第一遮板15。所述第二遮板S75的通孔与第一遮板15的凹槽155可交错配置，但本实用新型不以此为限制。

在一个实施例中，是在固定的周期以铝基板取代晶圆以进行电浆清洁设备1 的清洁。在其他实施例中，对电浆清洁设备1的清洁也可以与晶圆的预清洁制程同时进行。所述电浆清洁设备1、2的电极E2的外围可围绕有铝圈(图未示)，当进行晶圆的预清洁制程时，电浆可同时轰击晶圆与铝圈，如此，从晶圆表面溅镀出来的脏污与副产物可与自铝圈被轰击出的铝结合，并且被遮板捕捉。

综合以上所述，相较于现有技术，本实用新型实施例所述的电浆清洁设备的技术效果，说明如下。

现有技术中，在晶圆的预清洁制程中，部分脏污会掉落回晶圆表面，甚至掉落于晶圆未来的布线区，这将使导线无法导通，进而降低产品的良率。反观本实用新型所述的电浆清洁设备，可透过遮板的不平整表面容纳脏污，由于遮板的不平整表面的表面积大，故可容纳较大量的脏污，而可延长清洁周期，再者，遮板的制作成本不高，故本实用新型是提供一种低成本且可达到有效清洁的电浆清洁设备。

以上所述，仅为本实用新型的一较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的申请专利范围内。

Claims (10)

1.一种电浆清洁设备，其特征在于，所述电浆清洁设备包括：

一腔体，具有腔体顶部与容置空间；

一射频电极，连接所述腔体顶部；

一载台，位于所述容置空间内，并用以承载至少一基板；

一电极，连接所述载台；及

一第一遮板，位于所述容置空间，所述第一遮板具有复数第一开口与复数第一封闭部，而所述第一封闭部相邻所述腔体顶部且与所述第一开口彼此相对，以在所述第一遮板形成复数凹槽，其中所述第一开口为圆形开口或长型开口。

2.根据权利要求1所述的电浆清洁设备，其特征在于，其中所述第一开口的截面积小于所述第一封闭部的截面积。

3.根据权利要求1所述的电浆清洁设备，其特征在于，其中所述凹槽还包括第一部分与第二部分，所述第一开口位于所述第一部分，而所述第二部分相邻所述第一封闭部，其中所述第一部分的截面积小于所述第二部分的截面积。

4.根据权利要求1所述的电浆清洁设备，其特征在于，其中所述凹槽的截面积由所述第一开口朝所述第一封闭部的方向逐渐增加。

5.根据权利要求1所述的电浆清洁设备，其特征在于，其中所述凹槽的截面积由所述第一开口朝所述第一封闭部的方向逐渐减少。

6.根据权利要求5所述的电浆清洁设备，其特征在于，其中所述凹槽的截面积由所述第一开口朝所述第一封闭部的方向渐缩到零，且复数所述第一开口彼此紧邻，以使所述第一遮板的纵切面的复数所述凹槽形成锯齿状。

7.根据权利要求1所述的电浆清洁设备，其特征在于，其中所述凹槽的截面积由所述第一开口朝所述第一封闭部的方向维持不变。

8.根据权利要求1所述的电浆清洁设备，其特征在于，其中所述第一遮板的所述凹槽涂布有化学材料，以使非平整底面形成凹凸面，以增加所述凹槽的表面积。

9.根据权利要求8所述的电浆清洁设备，其特征在于，其中所述化学材料为氧化钇、氧化铝或陶瓷。

10.根据权利要求1所述的电浆清洁设备，其特征在于，所述电浆清洁设备还包括第二遮板，位于所述第一遮板与所述载台之间，其中所述第二遮板具有复数下开口与复数上开口，且所述下开口连通所述复数上开口，以在所述第二遮板形成复数通孔。

Images