1290729 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 伴ρίΐΓΐ致關ΐ表面清洗的方式，而更特別地，賴於一種 伴序㈣萬_音波轉縣板的清洗方法與設備。 【先前技術】 ，，音波，法被廣泛地使用在半導體製程操作上，且 二ιΓϊ批晶81或單—片晶81的清洗程序上。對於—整批晶圓 :百萬赫超音波轉換器的振動，在-置放有-整組半 ίίίί，洗槽中的液體裡，製造出聲的壓力波。單一晶圓的 U赫超：波清洗程序則使用―相對糾、的轉換器置於一旋轉的 =圓士：，、中此轉，5掃描過這片晶圓，或在完全浸沒的情況 -’ 晶圓槽浸泡系統被使㈣。在以百萬赫超音波清洗的 t種狀驗，其主要的粒子移除機構是由於產生空穴效應與聲 巧之ϋ空穴效應是來自於，t對—液態介質施加聲能時，從 j的耽體所產生之顯微氣泡的快速生成與崩解。由於顯微氣泡 的朋解丄釋出了有助於移除粒子的能量，這些能量是透過破壞將 f子黏著解導縣板的各種黏著力而幫助粒子的移除。聲衝流 疋才曰，g對壓電轉換益施加射頻動力時，透過此流體， 亏丨導出的流動的狀態。 圖1A是整批晶圓之百萬赫超音波清洗祕的示意圖。清 100以-清洗液填滿。晶圓支座1G2㈣有—整組待清洗之晶圓。 轉換器104以接近1 MHz的頻率透過聲能製造出壓力波。這些壓 力波會與適當的化學賴力控條子戦其躲著，喊供^洗 的動作。因為整批晶®之百麟超音波清洗祕需婦長的清洗 時間，以及化學液的細，因此，為了與國際半導體技術細⑽s) 的要求-致，以減少化學液雜用、增加晶_晶圓的控制，及 滅少缺陷，研究者將努力集中在單—晶圓之百萬赫超音波清 統上。整批晶®之百萬赫超音波清洗系闕f承受其他缺點，因、 為傳遞到清洗槽裡的多片晶圓的百萬赫超音波能量不一致‘，因此 1290729 會因相長干擾而產生「熱點」，或因相消干擾而產生「冷點」， 不論是哪一種情形都是由百萬赫超音波的反射所引起的，而這些 反射來自於多片晶圓與百萬赫超音波清洗槽。相長干擾會對晶圓 基板上的圖案或敏感的特徵部造成損傷，因此，其平均&量必須 被降低以確保任何熱點都低於會被損傷的門檻。對於冷點而言，、 由於會產生清洗不完全的情形，因此，必須制—較高的百萬赫 起曰波能量’使其能到達晶圓支座1〇2裡的晶圓的所有區域。由 於存在上述的情形，因此必須有一折衷的做法吏傷 最低，而又同時能夠提供夠高的平均能量以達到完 圖服單-晶圓之百萬赫超音波清洗槽的示意圖。在此，清 承載11108所域著的晶81109被浸泡 ^洗槽106裡的清洗液+。轉換器1()4提供能量以清洗 此>月洗液典型'被設料修正晶面與粒子_電動電位 -potential)，這些粒子是指透過轉換器1〇4 從，圓表面移除的粒子。為了維 :: f圍在晶圓基板表面上= r 區二 度，即補充清洗液，s而使粒子合再㈣mf疋/月洗液濃 =======逆 ί= 方向上的職n的情況來說，空於晶圓表面的 用，但聲衝流卻沒有在大邻八右利/古二雖此在特徵部裡發揮作 剝離開的粒子移除。將從晶圓基板 隙。此構造的另-項缺點是、造成個別晶體間的間 準直的特性，晶體間的間隙導 1290729 有某些特定區域無法見到均-的聲能， 晶圓基板上。無電電錄的缺二，===: 案化的晶圓基板上的特徵部處，任；：：：無爾而被 品會自相同的特徵;中“ t被輸運進特徵部裡’而副產 鑒於上述所及的情況，衍生出一 g 特ί!部附近戶=以:的需ί要:經歷無電電鍍之 進及輸運出高縱橫比^徵；^=善反應物及副產品被輪運 【發明内容】 ft?瞭？^發明能錄多方式，包括被當成-種方^、二套 續 方 板表面j方向?進。而後，產生主要是以平行於半導體基板g土 2ϋ電電操作期間所發生的物質輸運現象的系統與方3 …γ々八，巴秸溉冒成一種方法、一 力tiii、赌備’而被執行。本發些發明實施例將在後 法是======導此方 的方向前進之聲能。每一個方向的聲能都能被同時產生（同相)或 1290729 交替產生（異相）。 在另一個實施例裡，提供了一種半導體基板清洗設備。此設 備包含一基座及至少一從此基座延伸出來的侧壁。此側壁實質上 垂直於此基座。此設備還包含一被固定到此基座上的第一百萬赫 超音波轉換器。一被固定到此側壁上的第二百萬赫超音波轉換器 也被包含在此設備裡。第一百萬赫超音波轉換器主要是位於與第 二百萬赫超音波轉換器直交的方向上。 〃 ^還有另一個實施例，提供了一種半導體基板的清洗系統。此 系統包含一具有由基座所限定範圍的内部空腔的清洗槽，及至少 一從此清洗槽延伸出來的侧壁。此清洗槽被安裝用來將清洗液盛 裝在其内部空腔裡。此系統還包含一半導體基板支座，此半導體 基板支座被安裝用來支撐半導體基板並繞著半導體基板的軸線旋 轉此半導體基板。此半導體基板支座更被安裝用來在此清洗槽的 内部，腔裡支撐及旋轉此半導體基板。此系統並包含一連接到基 座的第一百萬赫超音波轉換器。此第一百萬赫超音波轉換器的上 表面實質上平行於半導體基板的底部表面。第二百萬赫超音波轉 換器連接到至少一面的側壁上。此第一百萬赫超音波轉換器被安 ，，來產生主要是以垂直於半導體基板之底部表面的方向前進的 聲，。而此第二百萬赫超音波轉換器則被安裝用來產生主要是以 平行於半導體基板之底部表面的方向前進的聲能。 、逛有另一個實施例，提供了一種半導體基板的無電電鍍方 ，。此方法一開始是將半導體基板浸入一電鏡液裡，然後使一層 薄膜=制此半導體基板的表面上。並將聲能傳進此電鑛液裡。 在二實施例f，使職放置成實壯平行於晶圓表面方向的-轉 換為來，生聲能’此聲能被導引到此半導體基板的表面上，以控 制在此半$體基板表面上的氣泡生成。在另—個實關裡，使用 垂直於晶®表面方向的—轉換11來產生聲能，此 聲月匕被¥㈣此半導體基板的表面上，以改善在此半導體基板表 面上的反應物與副產品的輸運。 1290729 在另一個實施例裡，提供了一種半導體基板的無電電鍍設 備。此設備包含一被安裝用來盛裝電鍍液的電鍍槽，及一被安裝 用來將聲能傳進此電鍍液裡的轉換器。 本發明之其他實施態樣及優點將藉由後續的詳細說明，連同 所伴隨之圖式，使其具體顯現，並以例證方式，詳細說明本發明 的原理。 【實施方式】 ^本發明提供一種百萬赫超音波清洗系統、設備及方法，此百 萬赫超音波清洗架構是經最佳化成能將聲能直接提供進入限定範 圍之圖案化晶圓基板的特徵部，並能將清潔用的化學液補充進入 被此特彳政部所限定範圍的區域。無論如何，對於精於本項技術之 ^ 本發明很明顯地能在缺乏部份或全部特定細節的情況 下被貫行。另一方面，在此並不詳細敘述一般眾人所熟知的操作 f法，以免對本發明的内容造成不必要的混淆。圖與圖在圖 =兒明先前技術的相關部分。此處所關的數值其參考值為+/一 10% 〇
，双洞流驭馊流。結果， 運進出特徵部的效果被強化而加強了對於特 流會在特徵部周圍的區域及特徵 必然使化學物質被輸運進出特徵 1290729 徵部内部的化學物質的清洗效率。 、士此外，此處所描述的實施例還提供一種透過應用百萬赫超音 波聲能來改善無電電鍍製程之沉積品質的系統與方法。應用百萬 赫超音波聲能會引致空穴效應，此空穴效應會幫助在無電電鍍製 矛=期間所形成之氣泡的崩解。在崩解之前，氣泡會長成多大尺寸 端看所用百萬赫超音波聲能的頻率數。因此，經歷無電電解製程 ^ ，在晶圓表面所生成之氣泡能透過無電電解製程中對百萬赫^音 波聲能的應用來控制。 ， 圖2係依本發明之一實施例所得之一簡化的百萬赫超音波清 備。百萬赫超音波清洗設備110包含具有側壁118及侧壁122的 二清洗槽，這兩個側壁都是由基座120所延伸出來。 ί°清統112和是任何適糾在百 歧，所謂適合的清洗液是指·幫师除粒子及 、、主、二Γ 沉積到晶圓基板116的表面上的特性。此處所使用的 =iiieaning solution)與清洗化學液(cleaning chemistry) 裡並由* 如圖中所看到的’晶圓基板116被浸入到清洗液112 L Λ ί 4支撐著。對域於本項技術之人士猶，很明顯 1 支^圓基板116於百萬赫超音波清洗槽中的清洗液 百萬赫在此處。此百_超音料_被連制 波°百萬赫超音 上。ra + 在：直於曰曰固基板116的底部表面117的位置 •聲赫超音波轉換器126能提供平行於底部表面117的 • 轉。百萬_音波轉換11124被定絲平行於晶 ====贿7的㈣上。因此，百萬赫超音波轉換器 特徵部裡引$ ’tff」孔洞、溝槽等等，的聲能以在 的兩個百萬^ιϋ疋分別與晶圓表面垂直及平行 除的粒子並補二=至！^衝=替地幫助輸運被剝 與移去黏著在基曰51表面，且產生空穴效應以剝除 11 1290729 圓美之音波清洗設備的另—實施例。在此，晶 ，何適當的基板支撐工具，如基板承载=板=能 晶圓基板116被浸入到由基座12〇盥i 斤支撐。 4赫超音波清洗槽的側壁 n« 1U所限疋出乾圍的空腔裡的清洗液112裡。精於 人士應瞭朗此百萬赫超音波清洗槽 百^ 曰波轉換☆則提供實質上平行於基板表面方向的聲能 =
，裡’垂直$向的聲能是在與標準值相差5度的範圍裡，亦即90±5 度之間，此處的鮮值是指姆錄板表面而言。在另施例 ΐ ’ ΪΪ方向的聲能是在與平行相差5度的範圍裡，亦即〇+5度之 =ii的平彳τ方向是指與基板表面平行或姆於基板表面的平 仃面而S。因此，基座的形狀可以是長方形、正方形， 圓形，只要其儀可被絲以允許配魏生與基座 ，音波轉換ϋ所傳遞之聲能方向直交的聲能之百萬赫超音波轉換 益。精於本項技術之人士應瞭解到清洗液112可以是任何商業上能 夠取得之清洗液，譬如可從杜邦電子科技公司
Technologies) ^ EKC#^^al(EKC Technology, inc. )4ASHLAND 股份有限公司（ASHLAND Corporation)取得。 圖4係依本發明之一實施例所得之百萬赫超音波清洗設備的 放大橫剖面圖。在此，圖案化晶圓基板116之底部絲117被加以 更詳細描繪，也就是說，圖案化晶圓基板之底部表面的特徵部被 圖解出來。晶圓基板116被浸入到由百萬赫超音波清洗槽的側壁 118、122及基座120所限定出範圍的空腔裡的清洗液112裡。精於 本項技術之人士應暸解到晶圓基板116可以透過一適當的半導體 基板支座而被沿著其軸線旋轉。百萬赫超音波轉換器124與126分 別包含有轉換裔元件124a與126a，以及共振器元件i24b與126b。 12 1290729 ===124與126可以是任何商業上能夠取得之適當 的百萬赫起音波轉換||。百萬赫超 =週田 至5MHz間的頻率範圍裡產生超音 對ϋ =500KHz 陶細ί:石：等適當的材咖^ f萬赫超音波轉換器！ 24相對於 洗效果。百萬赫超音波轉換器124用來提供聲能， ίίί=ί=圓·基板116之底部表面117的特此： 以剝離黏著在底部表面117㈣徵部内部表 上，百萬赫和立LiL避免粒子132再度附著到特徵部内部表面 ΐ-ΐί，，轉換器126將提供聲能以產生如圖中之箭頭130 聲 聲衝流就是當流體受聲能的支配時產生速度 的流體移動。聲衝流是一種頻率及所遞送強度=度 由清洗液流其f力為移除粒子的主要原動力。 ，辜衝机所產生的峋洗液流，如箭頭130所示， ^面117的特徵部裡造成渴流134。渦流134，也可說是^流，可^ ’以允許新的清洗液被導引^晶圓基板 f2 ΐ疋透過從百萬赫超音波轉換器124所產生而被遞送進 入特敛部的^能所引致的空穴效應而被剝離開來的。 ^14的箭頭128表示由百萬赫超音波轉換器124所產生而被遞 $進^日日圓基板之底部表面117之特徵部的聲能。如前述所提及 ^聲能128會引致空穴效應以剝離粒子132。精於本項技術之人 $巧解到擾流或職⑼有助於改善反應物/副產品的輸運進出 =部，特別是高縱橫比特徵部。然而，直接能量被遞送進入特 ^以提供空穴效應並移除粒子。因此，百萬赫超音波轉換器被 疋位在平行以及垂直晶圓表面的方向上，同時提供直接能量以清 13 1290729 洗由基板表面所限定出範圍的特徵部以及進入特徵部的化學物質 輸運。 圖5係圖4之百萬赫超音波清洗槽的另一實施例。在此，晶圓 基板116被定位在垂直位置上而非水平位置上。據此，百萬赫超音 波轉換器126提供直接能量，如圖中之箭頭128，以從晶圓基板116 的底部表面117所限定範圍的特徵部中剝離開粒子132。百萬赫超 音波轉換器124提供聲衝流，如圖中之箭頭130，產生渦流134以移 除粒子132並導引新的清洗液進入晶圓基板底部表面117的特徵部 裡。當清洗液112是特別設計用於單一晶圓的清洗操作上時，精於 ^項技術之人士應瞭解到當清洗液112的反應物/副產品濃度改變 時，其清洗特性將同樣地跟著改變。亦即，在高縱橫比特徵部， 譬如晶圓基板116的底部表面Π7上的特徵部，裡的清洗液H2可清 洗高縱橫比特徵部的内部。當清洗效果發生時，在特徵部裡的清 洗液濃度可能會有所改變，因而改變了介面特性以及粒子與基板 表面=的電動電位（potential)。這樣的改變能允許粒子132再 度黏著到晶圓基板116的表面上，因為在粒子132與基板表面η?間 清洗液可能不再維持一適當的或一致的電動電位（（ 。所以，聲衝流’或更精確地說，由聲衝流所造成的 渦&134猎由改善物質輸運與補充清洗液進特徵部裡來 再度黏著到晶圓基板表面上的情形發生。 超立㈣制依本發明之—實_，透過百萬赫 半導體基板的操作方法。本方法起始於 ^驟14G k供-與兩個個別的超音波轉換器相連接的清洗槽 二可提供參考如圖2麵5中所描繪的清洗槽。接著看到太 U的4142 ’將晶圓基板浸人清洗槽中的清洗 解入的晶圓基板被定位在—百萬‘超ii 波轉換器實面n卜第二百萬赫超音 百萬赫和立;Li直寺〉月洗基板表面的位置上。換句話說， …曰波轉換$是以每—個轉換器所產生而傳輸到清洗液裡 1290729 的聲能能適當地彼此直交的方式來加以定位，亦 轉換器是定位在彼此相交大約直角的方位上。如 二波 清洗液能是商業上可獲得的_設制在單―晶圓的^的丄 知的適當玉具被加以旋轉。 绩之人士所熟 在圖6所解說的方法流程中接著看到步驟146，產生每所 直於晶圓基板表面的方向上之聲能。在此，#進 =^ 部，先動作時’為了提供空穴效應以移除粒子，：4: 進咼縱橫比特徵部。接著看到本方法的步驟148，產生實士上里 於晶圓基板表面的方向上之聲能。在此，聲能會產生渴流，此^ ，能改善反應物/副產品的輸運進出高縱橫比特徵部。換句話說: 聲衝流可幫助觀化學㈣以避免粒子再度沉制被清洗的晶圓 ，表面上。因此，-旦粒子被剝離開來，聲衝流強化了被剝 來的粒子的輸運。精於本項技術之人士應瞭解到被產生在主要a 垂直方向上的聲能以及_生在主要是平行方向上的聲能可被^ 時地施加或交替地施加或有些聯合以這兩種方式來施加。而更特 別的是，百萬赫超音波轉換器可被同時或交替地施加動力，亦 百萬赫超音波轉換器可以是同相或異相。 *圖7A係依本發明之一實施例所得之用於無電電鍍操作上的一 百萬赫超音波轉換器之簡易示意圖。在此，無電電鐘槽15〇裡含有 ，，液152。晶圓基板154被支撐在無電電鍍槽150裡。一般熟知的 疋藉由將組件浸入到電鑛液裡來進行無電電鍍。電鍍液通常是由 可溶性金屬鹽類及還原劑所組成。金屬鹽類被還原到無氧化物的 表面上。，所以，可在表面上沉積出一層金屬薄膜，如銅、鎳等。 然而，當在金屬沉積的過程中，任何在表面上或表面附近的氣泡 生成都可此造成結果之金屬薄膜產生孔洞。因此，藉由連接百萬 赫超音波轉換器156到無電電鍍槽15〇，聲能16〇便能透過將百萬赫 超音波轉換器與晶圓基板聯繫在一起的電鑛液152被導引進晶圓 15 1290729 崩解任何可能出現的氣泡。是故，一層更可靠 均^細便成積在晶圓基板154的表面155上。 萬二2^3電電鍍反應槽的另—實施例。在此，第二百 ί 丨進裝設在魅於晶®基板154的位置上。所 清除晶圓基板電紐過程中被用來 立咕===的任何粒子。也就是說，產生自百萬赫超 Γ口祕、二、重的^衝流可改善晶圓基板154表面上的反應物與副 包=於本項技術之人士應瞭解到無電電鍍槽15〇可 的電#、夜鍍液152的能力。此處的輸入σ 164可將新 ϊϊίΐϊϊ，電㈣15G裡，而輸出口166則被用來移除被 2掉的，液。精於本項技術之人士明顯可知，電鍍液ίΐϊ 方i二166而被循環使用，以取代—次通過系統之 或i放狀窨、H I鑛液152以溢流方式排入至廢液收集裝置 ^排，衣置。。此外’輪入口164與輸 =。，㈣咖物賴雜，讀_執=: -種圖2至’，上述所描述的本發明在說明 洗效率最佳化的方法與系統。相對於待清 古曰曰囫土，表面’，中—個百萬赫超音波轉換器被定位在 ，上’而另-個百萬赫超音波轉換㈣被定位在垂直 藉由如此定位兩個百萬赫超音波轉換 2聲衝流的特性連結並達到最佳化。被定位在水 =超音波轉鋪’亦即，其實質上平行於基板絲，因與= 在=視的同-直線上’故所產生的聲能可被直接遞送進特徵: =提供空穴效應。此空穴效應可讎任何細在特徵部内^立 被定位在垂直方向上的百萬赫超音波轉換器，亦即，复“ 士，直於基，5面’會遞送出以平行於晶圓基板表面方向以二 奪衝流。此雜騎魅麟及觀α移除被獅開她子，並 16 1290729 且將清洗㈣化學液補充進特徵部裡 Γ粒子不會再度黏附=:==上， ti、wt Γϊΐ用的化學液補充進特徵部裡，聲衝流允許在 、軍二銘_㈣1;此處所“述的實糊是有助於反絲的物質輸 # °纽找，增細綱將強化 ’ 本發日狀—實關所狀缝生祕清洗晶圓基板 備之簡易示意圖。清洗設備218由基 f /、延伸自基座的側壁232所組成。内部空腔220由基座228與 2限圍。清洗設備218包括由附在共振器226上的百^ ,起日波轉換斋224所組成的聲能產生器223。在此實施例裡，聲 ，產生器223產生百萬赫超音波聲能，，亦即，觀器224為一個百 ^赫超音波轉換H。精於本項技術之人士應瞭綱此處所描述的 貝，例雖應用到百萬赫超音波聲能，然本發明也可應用到任何其 他聲能。聲能產生器223被定位在清洗設備218的一個較低的角^ 處:精於本項技術之人士應瞭解到聲能產生器223的共振器22β有 與清洗液接觸。因此，可透過清洗液將聲能傳輸到晶圓基板，以 幫助清洗程序的進行。 曰。繼續來看圖8A,聲能產生器223被安裝用來產生主要在平行於 晶圓基板222的底部表面222a的方向前進的聲波。此聲波實質上平 行於底部表面222a，由圖中的直線234標示出來。延伸臂238從侧 壁232延伸出來，並與基座228之間限定出一通道。延伸臂238可以 ，任何適當長度。反射面230是基座228—斜角的部分。在此，由 聲能產生器223所產生的聲波會被反射面230反射出去而朝向晶圓 基板222的底部表面222a的前進。此被反射的聲能由圖中的直線 236+標示出來。反射面230因為具有角度因此能將實質上平行前進 的聲能波234反射出去成垂直朝向基板底部表面222a前進的聲能 17 1290729 波236。譬如，此角度是反射面230與基座228相交成大約45度。 持績來看圖8A ’精於本項技術之人士應瞭解到聲波的方向與 聲能的來源並無關聯。因此，清洗設備218的結構允許從外部進入 聲能產生器223的組件。在此實施例裡，清洗設備218可以是一個 薄型槽’亦即，晶圓基板222可被放置在大約半英叶的基座228裡。 精於本項技術之人士亦應瞭解到基座228可以延伸越過反射面 230 ’如圖中228a所標示的部分。在此實施例裡，由基座的228a部 分與側壁的232a部分所限定出範圍的區域，是將基座228的一部份 與反射面230提高後所圍出的一個空洞。在另一個實施例裡，反射 面230是可調整的以控制反射面230與基座228之間所交的角度。因 此，反射面230的移動能夠產生被反射的聲能以掃過晶圓基板222 的表面222b。結果，被反射的聲能能被集中在晶圓基板222的邊緣 區，，而非基板的中心區域，因此基板的邊緣區域也能見到等量 的聲能。當然，此處的晶圓基板222是可旋轉的，如圖所示。 圖8B係圖8A的百萬赫超音波清洗設備之另一實施例。清洗設 備218包括一清洗槽被安裝用來清洗晶圓基板222，而此晶圓基板 222被浸泡在内部空腔220所盛裝的清洗液裡。百萬赫超音波轉換 裔224被附在共振器226上用來產生朝向反射面23〇前進的聲能。在 此，反射面230具有凸狀表面與清洗設備218中的清洗液相接觸。 所以，由百萬赫超音波轉換器224所產生的聲能會被依不同於圖8A 的圖案來反射。因此，反射面230的凸出形狀會把百萬赫超音波轉 換态224所產生的聲能，圖中直線234所標示者，反射成不同角度 分散出去的聲能，如圖中直線236所標示者。所以，此被反射的聲 能，即圖中直線236所標示者，以不同的角度撞擊晶圓基板222的 表面。本質上，反射面230接收來源波/聲波再將其散播到一限定 區域裡。此外，因壓電晶體間的空間所產生的能量缺口會透過此 聲能的反射而被消弓耳。 圖8C係圖8A的百萬赫超音波清洗設備的又另一實施例。如同 圖8A—般，α洗a又備218包括一盛裝有清洗液的清洗槽及有側壁 1290729 232延伸而出的基座228。然而，清洗設備218如所示包含有另一不 =的反射面230，此反射面230上有數個凸狀表面用以散射來自聲 ，產士器223所產生的聲能。所以，在由基座228與延伸臂238所限 定出範圍的通道裡，以主要是平行方向前進的聲能改變其方向以 散，到晶圓基板222的底部表面222a上。當然，晶圓基板222可以 延著其軸線旋轉。精於本項技術之人士明顯可知晶圓基板222的旋 轉可以藉由任何適當可取得的旋轉方式來提供。例如，一個被安 裝用來支撐晶圓基板222的基板承載器可被用來提供旋轉力道。或 可選擇支撐住晶圓基板222邊緣的轉動器也可提供旋轉力道。 接著仍繼續看圖8C，清洗設備218也包含輸入口229與輸出口 231。輸入口229能提供新的清洗液流入清洗設備中。而輸出口231 則被安裝用來使過剩的清洗液流出清洗設備外。在另一個實 裡’輸出口2财透過-個幫浦與輸人σ229連通在_^個== 此清洗設備循環利用此清洗液。精於本項技術之人士明顯可知此 清洗液被設計用在清洗單一晶圓基板的應用上。此外，用在單一 晶圓基板的清洗液一般可從像EKC丨此及Ashland Inc這類的公司 取得。 圖8D係圖8A的百萬赫超音波清洗設備的再另—實施例。在 此、，反射面230具有一凹面形狀。精於本項技術之人士應瞭解到如 此，反射的聲能236會集中聚焦到晶圓基板Μ2的底部表面2撕的 特定7點上。所以，反射面23〇就是接收來自聲能產生器烈3所產 生的，此並將其t焦。反射面230可以具有_拋物線形狀以將被反 =聲能236聚焦到單-點上。又或者是，反射面咖可以被做成 圓同狀以將被反射_能236沿著一直線聚焦、。另外在此再補充一 點:反射面230是可動的以使聲能能掃過旋轉的基板整個表面。精 人〒瞭解到可以使用多種其他形狀將來自聲能產 ^斤產生的聲能反射成與原來方向無關之不同方向前進之 ’反射面23G可被安裝用來散射、聚焦或甚至分散 配置來自聲此產生器223所產生的聲能。 1290729 圖9係依本發明之一實施例所得之具有兩個聲能產生器的一 百，赫超音波清洗設備之簡易示意圖。清洗設備218包括有聲能產 生态223及242，可以用來當作百萬赫超音波轉換器。聲能產生器 223及242被安裝用來產生實質上平行於晶圓基板而分別在晶圓基 =222^上表面222b及底部表面222a處平行前進的聲能。也就是 說，，聲能產生器242所產生的聲能，圖中直線24〇a與24〇b所標示 者’貫質上平行於晶圓基板222的上表面222b及底部表面222a。相 仿地，聲能產生器223所產生的聲能也是實質上平行於晶圓基板 • 222的底部表面222a。 繼績來看圖9，此清洗設備包括百萬赫超音波轉換器223及 242，都裝設成實質上垂直於半導體晶圓基板222的上表面泣沈及 底部表面222a的方位上。透過反射面23〇，由聲能產生器223所產 ，的聲能234會被重新導引變成以實質上垂直於晶圓基板222的底 ，表面222a的方向前進。所以，百萬赫超音波轉換器223所產生的 聲月b234可被用來提供空穴效應以剝離底部表面222a所限定範圍 的特徵部裡的粒子。百萬赫超音波轉換器242則提供聲衝流以移除 被剝離開來的粒子，並且補充清洗液進此限定範圍的特徵部裡。 更詳細的清洗動作已在前述圖2至圖7B的描述中說明了。當然，晶 圓基板222可以是旋動的，如圖8C所述。並且，清洗設備218可包 括溢流及再循環的能力，參考如圖％所述。 在另一實施例中，圖9的反射面230可將聲能以與基板底部表 •面222a的直角相差很小的角度反射出去。聲能撞擊在基板表面上 ，的角度的變化允許減少與阻抗相關的擺盪。在一實施例中，相對 於基板表面的直角，此相差很小的角度乃介於約3度到約6度之 間。此被引用的角度會減少在旋轉期間由於晶圓的跑動（搖晃）所 造成的阻抗變化。在另一實施例裡，聲能產生器223是可自動調節 的。 圖10A係依本發明之一實施例所得之被安裝用來清洗晶圓基 板之相反兩面的百萬赫超音波清洗設備之簡易示意圖。清洗設備 20 1290729 2i8包括有聲能產生器223及242a，被安裝用來提供聲能到晶圓基 板222的相反兩面。由聲能產生器223所產生的聲能被從反射面230 反射而出以清洗晶圓基板222的底部表面222a。聲能產生器242a則 被安裝用來提供聲能至晶圓基板222的上表面222b以幫助清洗晶 圓基板222的上表面222b。在此，聲能產生器242a被安裝用來產生 聲能，如圖中直線240b所標示者，此聲能相對於晶圓基板222的上 表面222b之間只夾了一個小的角度。在一實施例裡，由聲能以此 與上表面222b間所交夾出來的這個角度是介於約〇度至約5度之 間。精於本項技術之人士應瞭解到聲能24〇b中有一部份會被從上 表面222b所反射，如圖中直線246所標示者。所以，反射面24乜可 被设置在能將被反射的聲能246再次反射回上表面222b，如圖中直 ，248所標示者，的位置上。當然，此被反射的聲能每被反射一次 就會損失掉一些動能，然而，所增加的聲能將有助於晶圓基板222 的清洗。 一立圖10B係圖10A的百萬赫超音波清洗設備的另一實施例之簡易 示思圖在此，清洗設備218提供了三個聲能產生器223、242a及 242b。聲能產生器223提供聲能給晶圓基板222的底部表面222a， 同，地*，聲能產生器2421)也提供聲能給晶圓基板222的底部表面 a。聲此產生||242a則被安裝用來提供聲能給晶圓基板222的上 =面222b，參考如前述圖10A所討論的。聲能產生器24沈產生聲能 240a，此聲能以與晶圓基板222的底部表面222&間夾了一個小角度 3向^進。在—實施例中，聲能2術與底部表面2既間所交^ 是介於約G度至約5度之間。在此再補充-提，聲能240a I被，基板底部表面’反射而出，如圖中直線所標示者。因 皮設置在能將被反射鱗能再次反射回晶圓 基板2j2的底部表面222a，如目中直線脱所標示者，的位置上。 几φΪΓ本項技術之人士應瞭解到圖中所示的反射面·具有- 射;23L可具有任何適當的形狀，包括前述所討論到 的开▲ ®此，在-實施例裡聲能產生器223、2428及2伽也就是 21 1290729 百萬赫超音波轉換器。在清洗過程中，晶圓基板222也可以沿著其 軸線旋轉。清洗設備218可被安裝用來提供溢流及再循環的能力^ 參考如圖8C所討論的。 、圖11係一流程圖，用以說明依本發明之一實施例，應用聲能 ^清洗-半導體基板表面的操作方式。此方法起始於步驟，由 ^-轉換H產生沿實質上平行於半導縣板表_方向前進的聲 能。譬如，此處所產生的聲能可以是圖从至圖8D、圖9、圖1〇A及 圖10B中的聲能產生為223所產生的聲能。接著看到本方法的步驟 262，由第一轉換态所產生的聲能其前進方向被改變成沿實質上垂 直於晶圓基板表面的方向前進。在此，一反射面，如圖8A至圖8D、 圖9、圖10A及圖10B中戶斤言寸論到的反射面，可用來改變聲能的前進 方向。吾人應瞭解聲能可被聚焦、散射，或甚至是均勻配置。所 以’反射©主要tc用來將來自聲能起源處的聲能改變成I關的方 向。此外，反射面可被調整或移動以使聲能能掃過待清;先之晶圓 基板的表面。 接著繼續看到圖11本方法的步驟264，由第二轉換器產生沿實 質上平行於半導體基板表面的方向前進的聲能。在此，此 換器可提供聲衝流以更有效地清洗晶圓基板表面。精於本項技術 之士士應瞭解到由第二轉換器所產生的聲能可以與半導體基板表 面交夾-小角度的方向前進，參考如前述圖10A及圖10B中所討論 到的。此外，可提供一個第三聲能轉換器以將聲能導引向被第二 轉換器所產生的聲能清洗的基板表面之相反表面。 總結來說，上述關於本發明之描述，參考圖从至圖n，在描 體t板之清洗效率最佳化的—種方法與系統。此清洗設 備猎由將從靴產生器所產±的聲波改變方向而減少死角區域。 t改變方向的效應是由被設置來將聲能反射向待清洗之晶圓基板 表面的反射面所提供。多個轉換器可被含括進來以增加清洗效 施例中，提供了被設置在實質上垂直於晶圓基板表面 的兩個轉換裔。兩個轉換器都產生沿實質上平行於晶圓基板表 22 1290729 面的=向前進的聲能，然而，其中的—聲能流被反射面重新導引 成沿實質上垂直於晶®基板表面的方向前進的聲能。此反射面可 以由任何能與此清洗)夜共存且能反射聲能的材質所構成。譬如， 此反射面的材質y以是不鏽鋼、石英、鐵氟龍、聚丙稀、碳^匕石夕， 或其他可用在此祕能與清洗用的化學液共存的材質。在另 ^例裡，反射面被絲成可依反射輯連結的軸線而雜。因此、， • ΐ能基板的表面讀佈聲能，甚至當晶圓基板旋轉 日守’奪此也能知過整個基板表面。 *…此外，此處所描述的實施例允許在無電電鍍操作時沉積一芦 ^品質的薄膜。在無電電蹄作期間，透過應用百萬赫超音& 聲能、，可控制在經歷無電電鍍操作的目標物表面的氣泡生成 傳制電鍍液的超音波聲能*產生啦穴 =移開目標物表面附近的氣泡’因此可大量減低沉】薄膜; 雖然，為了能夠達到清楚瞭解的目的，本發 1詳細的描述，然而，精於本項技術之人士明顯 戶專利_的領域裡仍可實行某些改變盘修正。因 被視為例證說明之用，而制來限制本發 月僅此以这些方式壬現，本發明不以此處所給予 制奄但在不脫離所宣告的申請專利範圍的領域裡做、 已明白宣告在申請專利範圍裡。 ^崎作順序’除非 【圖式簡單說明】 圖1A係-整批晶圓之百萬赫超音波清洗系統之示· 圖1B係-單-晶圓之百萬赫超音波清洗槽之示音’ 圖2係依本發明之-實施例所得之一簡化 g赫史 洗設備的示意圖； 幻白禹赫赵曰波清 圖3係圖2之另-實施例的百萬赫超音 所得之百_超音 的 23 1290729 放大横剖面圖； 圖，·圖5係對應於圖4之百萬赫超音波清洗槽的另一實施例之示意 超音洗用二 百萬«實得之用於無電電鑛操作上的一 圖；圖7Β係對應於圖7Α的無電電鍍反應槽的另一實施例之示意 之舞之—實施例所得之能產生麟清洗晶圓基板 之耳此的百4赫超音波清洗設備之簡易示意圖； _立，8Β係對應於圖8Α的百萬赫超音波清^設備的另一實 不思圖， 之示^係對應於圖8Α的百萬赫超音波清洗設備的又另一實施例 =係對應於圖8Α的百萬赫超音波清洗設備的再另一實施 之思圖， 發明之—實補所得之具有兩個聲能產生器的-百4赫超音波清洗設備之簡易示意圖； 圖10Α係依本發明之-實施例所得之被安裝用來清洗美 板之相反兩面的百萬赫超音波清洗設備之簡易示意圖； 土 _圖1^係對應於圖1_百萬赫超音波清洗設備的另一實施例 之間易不/¾圖， 圖11係一流程圖，用以說明依本發明之一實 來清洗一半導體基板表面的操作方式。 應用耳月匕 【主要元件符號說明】 100〜清洗槽 102〜晶圓支座 104〜轉換器 24 1290729 106〜清洗槽 108〜承載器 109〜晶圓 110〜百萬赫超音波清洗設備 112〜清洗液 114〜承載器 116〜晶圓基板 117〜晶圓基板之底部表面 118〜清洗槽的侧壁 120〜基座 122〜清洗槽的側壁 124〜百萬赫超音波轉換器 124a〜轉換器元件 124b〜共振器元件 126〜百萬赫超音波轉換器 126a〜轉換器元件 126b〜共振器元件 128〜聲能 130〜聲衝流 132〜粒子 134〜擾流或满流 150〜無電電鍍槽 152〜電鍍液 154〜晶圓基板 155〜晶圓基板表面 156〜百萬赫超音波轉換器 158〜百萬赫超音波轉換器 160〜聲能 162〜聲衝流 25 1290729 164〜輸入口 166〜輸出口 218〜百萬赫超音波清洗設備 220〜内部空腔 222〜晶圓基板 222a〜晶圓基板底部表面 222b〜晶圓基板上表面 223〜聲能產生器 224〜百萬赫超音波轉換器 226〜共振器 228〜基座 228a〜基座之延伸部分 229〜輸入口 230〜反射面 231〜輸出口 232〜側壁 232a〜側壁 232b〜側壁 234〜聲能 236〜被反射的聲能 238〜延伸臂 240a〜聲能 240b〜聲能 242〜聲能產生器 242a〜聲能產生器 242b〜聲能產生器 244a〜反射面 244b〜反射面 246〜被反射的聲能 26 1290729 248〜被再次反射的聲能 250〜被反射的聲能 252〜被再次反射的聲能 27