一種晶圓清洗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種晶圓清洗裝置，所述晶圓清洗裝置至少包括：設(shè)有第一流量調(diào)節(jié)閥的第一進液管道；第二進液管道；與所述第二進液管道分別通過第二、第三流量調(diào)節(jié)閥導(dǎo)通的第一管道和第二管道；與所述第一進液管道、所述第一管道導(dǎo)通的第三管道；與所述第二管道導(dǎo)通的第四管道，所述第二管道和所述第四管道之間設(shè)有第一閥門；所述第一管道與所述第四管道之間設(shè)有第二閥門。本實用新型通過設(shè)計晶圓清洗裝置的管路，使得晶圓在化學(xué)機械研磨后使用檸檬酸溶液和去離子水進行清洗的過程中，達到清洗效果的同時節(jié)約檸檬酸的使用量，極大的降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】—種晶圓清洗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別是涉及一種晶圓清洗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體制造工藝中，當(dāng)用銅作為互連材料時，一般采用大馬士革的布線方式，沉積金屬銅在晶圓表面刻蝕的溝槽中，形成鑲嵌在溝槽中的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，而沉積過程中會使溝槽中的留下過量的銅，沉積完成后一般會在沉積后對晶圓正面進行逐層的化學(xué)機械研磨，移除過量銅并進行表面平坦化處理，之后再對平坦化后的晶圓表面進行清洗。
[0003]由于銅工藝是在晶圓的正面完成，因此去除研磨后殘留的銅所用的清洗也是針對晶圓正面所做的清洗，而現(xiàn)有技術(shù)中對晶圓表面殘留的銅進行清洗所用的清洗液一般為一定濃度的檸檬酸溶液，檸檬酸作為工業(yè)生產(chǎn)中常用的一種化學(xué)溶劑，其價格昂貴。
[0004]化學(xué)機械研磨后留在晶圓表面的玷污物質(zhì)除了剩余的銅以外還包括磨料顆粒如二氧化鈰、氧化鋁、膠狀的二氧化硅顆粒以及添加至磨料中的表面活性劑、侵蝕劑和其他添加劑等殘留物。而這些殘留物有可能存在于晶圓的正面也可能存在于晶圓的背面，同時化學(xué)機械研磨過程中使得這些顆粒在機械性的壓力之下鑲嵌入晶圓的正表面，為了避免降低器件的可靠性以及對器件引入缺陷，因此后續(xù)工序的清洗工藝變得更加重要和嚴格。在半導(dǎo)體制造工藝中，清洗此類殘留物所用的清洗液一般為去離子水，而工業(yè)生產(chǎn)中所用的去離子水通常沒有檸檬酸價格昂貴。
[0005]而現(xiàn)有技術(shù)的清洗工藝中，清洗晶圓正面和背面所用的清洗液既有檸檬酸溶液，也有去離子水，即為一定濃度的檸檬酸溶液和去離子水的混合液。如圖1所示，表示的是現(xiàn)有技術(shù)的晶圓清洗裝置，其中，第一進液管道10和第二進液管道11分別裝有檸檬酸溶液和去離子水。第二進液管道11的進液端設(shè)置有加熱器19，用于加熱去離子水，使其溫度達到45°C左右以便達到更好的清洗效果。在第一進液管道10和第二進液管道11上分別設(shè)置有第一流量調(diào)節(jié)閥100和第二流量調(diào)節(jié)閥110，用于調(diào)節(jié)所述檸檬酸溶液和所述去離子水的流量。當(dāng)裝置工作時，所述兩種溶液通過所述第一、第二進液管道匯合后，又分別流入如圖所示的第一、第二管道中，然后兩種溶液混合后通過噴嘴14和噴嘴15噴灑到收容于托槽18中的晶圓17正面和背面；與此同時，清洗刷16在晶圓的正面和背面滾動洗刷，完成晶圓在化學(xué)機械研磨后的清洗。
[0006]而現(xiàn)有技術(shù)的清洗裝置使得檸檬酸和去離子水同時噴灑在晶圓的正面和背面，而實際生產(chǎn)過程中，晶圓的背面一般只用去離子水清洗除銅以外的殘留物，晶圓正面用檸檬酸清洗殘留下的銅。由于檸檬酸的價格昂貴，因此，現(xiàn)有技術(shù)的清洗方法無疑浪費掉一部分檸檬酸，使得生產(chǎn)成本上升。該問題目前還沒有更好的解決方法。
實用新型內(nèi)容
[0007]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種晶圓清洗裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中用檸檬酸清洗晶圓反面而浪費檸檬酸，達到節(jié)約檸檬酸從而減少生產(chǎn)成本的問題。
[0008]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實用新型提供一種晶圓清洗裝置，所述晶圓清洗裝置至少包括:
[0009]設(shè)有第一流量調(diào)節(jié)閥的第一進液管道；
[0010]第二進液管道；
[0011]與所述第二進液管道分別通過第二、第三流量調(diào)節(jié)閥導(dǎo)通的第一管道和第二管道；
[0012]與所述第一進液管道、所述第一管道導(dǎo)通的第三管道；
[0013]與所述第二管道導(dǎo)通的第四管道，所述第二管道和所述第四管道之間設(shè)有第一閥門；
[0014]所述第一管道與所述第四管道之間設(shè)有第二閥門。
[0015]作為本實用新型的晶圓清洗裝置的一種優(yōu)選方案，所述第二進液管道進液端設(shè)有加熱器。
[0016]作為本實用新型的晶圓清洗裝置的一種優(yōu)選方案，所述加熱器加熱的溫度為40°C~50°C。
[0017]作為本實用新型的晶圓清洗裝置的一種優(yōu)選方案，所述第一進液管道中有檸檬酸溶液。
[0018]作為本實用新型的晶圓清洗裝置的一種優(yōu)選方案，所述第二進液管道中有去離子水。
[0019]作為本實用新型的晶圓清洗裝置的一種優(yōu)選方案，所述檸檬酸溶液的濃度為20% ~40%。
[0020]作為本實用新型的晶圓清洗裝置的一種優(yōu)選方案，所述第三管道與所述第四管道自由端均設(shè)置有噴嘴。
[0021]作為本實用新型的晶圓清洗裝置的一種優(yōu)選方案，所述第三管道與第四管道自由端設(shè)置的噴嘴之間設(shè)有收容晶圓的托槽。
[0022]如上所述，本實用新型的晶圓清洗裝置，通過在所述去離子水進液管道中增加用于分流所述去離子水的管路、用于調(diào)節(jié)所述去離子水的流量調(diào)節(jié)閥以及控制第一管道和第二管道開關(guān)的兩個閥門，在關(guān)閉第二閥門時，使得所述檸檬酸溶液全部用于清洗經(jīng)化學(xué)機械研磨后晶圓的正面，而所述去離子水同時可以清洗所述晶圓的正面以及背面。本實用新型具有以下有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，在用等量檸檬酸的情況下，本實用新型的晶圓清洗裝置可以將全部檸檬酸用于清洗化學(xué)機械研磨后晶圓的正面。從而避免現(xiàn)有技術(shù)中非必需地用檸檬酸清洗晶圓背面而浪費檸檬酸的問題，在達到清洗化學(xué)機械研磨后的晶圓的清洗效果的同時，極大的降低了生產(chǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的晶圓清洗裝置示意圖。 [0024]圖2為本實用新型的晶圓清洗裝置示意圖。
[0025]元件標(biāo)號說明
[0026]10、201第一進液管道[0027]11,202第二進液管道
[0028]100、207第一流量調(diào)節(jié)閥
[0029]110、208第二流量調(diào)節(jié)閥
[0030]209第三流量調(diào)節(jié)閥
[0031]12、203第一管道
[0032]13、204第二管道
[0033]205第三管道
[0034]206第四管道
[0035]210第一閥門
[0036]211第二閥門
[0037]19,212加熱器
[0038]14、15、213、214 噴嘴
[0039]16,215清洗刷
[0040]18>216托槽
[0041]17,217晶圓
【具體實施方式】
[0042]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點及功效。
[0043]請參閱圖2。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實用新型的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本實用新型中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0044]如圖2所示，本實用新型提供一種晶圓清洗裝置，當(dāng)化學(xué)機械研磨后的晶圓進行清洗時，將所述晶圓217放入托槽216中。本實用新型的晶圓清洗裝置中各管路的開放以及關(guān)閉狀態(tài)由圖2中的第一閥門210和第二閥門211控制，本使用新型的晶圓清洗裝置可以有由所述兩個兩閥門控制的兩種狀態(tài)。
[0045]當(dāng)?shù)诙y門211關(guān)閉、第一閥門210打開時，所述去離子水從第二進液管道202流入裝置，在所述第二進液管道202的進液端設(shè)置有加熱器212，所述加熱器212用來加熱所述去離子水，目的是使所述去離子水達到一定的溫度，達到清洗晶圓的效果。本實用新型中，所述加熱器加熱所述去離子水的溫度為40°C~50°C。
[0046]如圖2所示，所述第二進液管道202由第一管道203上設(shè)置的第二流量調(diào)節(jié)閥208和第二管道204上設(shè)置的第三流量調(diào)節(jié)閥209導(dǎo)通。當(dāng)所述去離子水流經(jīng)第二進液管道后，又分流入所述第一管道203和所述第二管道204中。分別位于所述第一管道203和所述第二管道204上的第二流量調(diào)節(jié)閥208和第三流量調(diào)節(jié)閥209的作用為:分別控制流入所述第一管道202和所述第二管道204中的去離子水的流量。流量的大小可以根據(jù)晶圓所需要清洗的不同程度來選擇。
[0047]如圖2所示，第三管道205是與所述第一進液管道201和所述第一管道203導(dǎo)通的管道；第四管道206是與所述第二管道204導(dǎo)通的管道；同時在所述第二管道204與所述第四管道206之間設(shè)置有第一閥門210 ;閥門210的作用是控制第二管道204中的去離子水的流入后續(xù)管道中或截止的狀態(tài)。在所述第一管道203與所述第四管道206之間設(shè)有第二閥門211。所述第二閥門211的作用是控制檸檬酸溶液流入或截其止流入第四管道206以及控制所述第一管道203中的去離子水流入或截止其流入所述第四管道206中。
[0048]當(dāng)所述去離子水流經(jīng)所述第一、第二管道后，流經(jīng)第一管道203的去離子水又流入與所述第一管道203導(dǎo)通的第三管道205 ;由于此時第一閥門210打開，而第二閥門211處于關(guān)閉狀態(tài)。因此，流經(jīng)所述第二管道204的去離子水只能流入與所述第二管道204導(dǎo)通的第四管道206。因此，所述去離子水由第二進液管道202流入裝置后，最終分成兩個支流:一個支流流入所述第三管道205中，另一個支流流入所述第四管道206中。而第三、第四管道的自由端分別設(shè)置有噴嘴215，所述噴嘴的作用是將所述去離子水噴灑在所述晶圓正面和背面及其附近的清洗刷215上。最后，所述一定溫度的去離子水流經(jīng)所述第三、第四管道后由所述噴嘴213以及噴嘴214噴灑出，噴灑在所述晶圓及其附件的清洗刷上。
[0049]與此同時，所述檸檬酸溶液從第一進液管道201流入裝置中，本實施例中，所述檸檬酸溶液的濃度為20%?40% ;在所述第一進液管道201上設(shè)置有第一流量調(diào)節(jié)閥207，所述第一流量調(diào)節(jié)閥207是用來控制流入第一進液管道201中檸檬酸溶液的流量大小，根據(jù)晶圓所需要清洗的程度不同而選擇不同的流量。由于此時第二閥門211處于關(guān)閉狀態(tài)，流經(jīng)所述第一進液管道201的檸檬酸溶液只有一個流向，即所述檸檬酸溶液流入圖2中的第三管道205，經(jīng)過所述第三管道205后的檸檬酸溶液被所述第三管道205自由端上的噴嘴213噴灑出來。在第二閥門211關(guān)閉、第一閥門210打開的狀態(tài)下，所述噴嘴213中的檸檬酸溶液用于噴灑晶圓的正面。相應(yīng)地，所述噴嘴214中的檸檬酸溶液用于噴灑晶圓的背面。
[0050]當(dāng)裝置工作時，關(guān)閉第二閥門211、同時打開第一閥門210，將化學(xué)機械研磨后需要清洗的晶圓放置在所述噴嘴213和噴嘴214之間的托槽216之上；晶圓的正面面向所述噴嘴213 ;相應(yīng)地，晶圓的背面面向所述噴嘴214，清洗刷215在馬達驅(qū)動下轉(zhuǎn)動時，即可完成晶圓的清洗。而關(guān)閉第二閥門211、同時打開第一閥門210的操作使得所述檸檬酸溶液只用于清洗所述晶圓的正面，而所述去離子水可同時清洗晶圓的正面以及背面。因此，在達到清洗效果的同時節(jié)約了檸檬酸溶液的使用量。從而降低了生產(chǎn)成本。
[0051]當(dāng)?shù)诙y門211打開、第一閥門210處于關(guān)閉狀態(tài)時，所述檸檬酸溶液由第一進液管道201流入裝置，所述檸檬酸溶液的其中一個支流流入與第一進液管道201導(dǎo)通的第三管道205 ;由于此時所述第二閥門211處于打開狀態(tài)，而處于所述第一管道203上的第二流量調(diào)節(jié)閥208不能用于回流檸檬酸溶液，即通過第一進液管道201的檸檬酸溶液不能通過所述第二流量調(diào)節(jié)閥208回流到所述第二管道204中。因此，檸檬酸溶液的另一支流流入與所述第二管道203導(dǎo)通的第四管道206中。這兩個支流的流量大小都由位于所述第一進液管道201上的第一流量調(diào)節(jié)閥207來控制，因此所述兩支分流的流量大小相同。所述第三管道205自由端的噴嘴213和所述第四管道206自由端的噴嘴214分別用來清洗晶圓的正面和晶圓的背面。因此，當(dāng)?shù)诙y門211打開、第一閥門210處于關(guān)閉狀態(tài)時，所述一定濃度的檸檬酸溶液的清洗方式與現(xiàn)有技術(shù)一樣，同時用來清洗晶圓的正面和背面。
[0052]同樣，當(dāng)?shù)诙y門211打開、第一閥門210處于關(guān)閉狀態(tài)時，所述去離子水經(jīng)由第二進液管道202流入裝置。由于此時所述第一閥門210關(guān)閉，流入第二進液管道203的去離子水也有兩個支流:其中一個支流流入與所述第一管道203導(dǎo)通的第三管道205，此時由于第二閥門211處于打開狀態(tài)，另一個支流流入第四管道206中。所述兩個支流的流量大小都由位于所述第一管道203上的第二流量調(diào)節(jié)閥208控制，因此，所述兩個支流的流量大小相同。最后，所述去離子水由第三管道205和第四管道206自由端的噴嘴噴灑出來，用于晶圓的清洗。第二閥門211打開、第一閥門210關(guān)閉的操作使所述檸檬酸溶液和去離子水都可以同時用于清洗晶圓的正面以及背面。因此在需要對晶圓背面進行檸檬酸溶液清洗時，也可以有選擇地進行該操作。因此本實用新型的晶圓清洗裝置在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上使操作具有更大的靈活性。
[0053]綜上所述，本實用新型的晶圓清洗裝置，通過在所述去離子水進液管道中增加用于分流所述去離子水的管路、用于調(diào)節(jié)所述去離子水的流量調(diào)節(jié)閥以及控制第一管道和第二管道開關(guān)的兩個閥門，在關(guān)閉第二閥門時，使得所述檸檬酸溶液全部用于清洗經(jīng)化學(xué)機械研磨后晶圓的正面，而所述去離子水同時可以清洗所述晶圓的正面以及背面。本實用新型具有以下有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，在用等量檸檬酸的情況下，本實用新型的晶圓清洗裝置可以將全部檸檬酸用于清洗化學(xué)機械研磨后晶圓的正面。從而避免現(xiàn)有技術(shù)中非必需地用檸檬酸清洗晶圓背面而浪費檸檬酸的問題，在達到清洗化學(xué)機械研磨后的晶圓的清洗效果的同時，極大的降低了生產(chǎn)成本。所以，本實用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0054]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種晶圓清洗裝置，其特征在于，所述晶圓清洗裝置至少包括: 設(shè)有第一流量調(diào)節(jié)閥的第一進液管道； 第二進液管道； 與所述第二進液管道分別通過第二、第三流量調(diào)節(jié)閥導(dǎo)通的第一管道和第二管道； 與所述第一進液管道、所述第一管道導(dǎo)通的第三管道； 與所述第二管道導(dǎo)通的第四管道，所述第二管道和所述第四管道之間設(shè)有第一閥門；所述第一管道與所述第四管道之間設(shè)有第二閥門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓清洗裝置，其特征在于:所述第二進液管道進液端設(shè)有加熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶圓清洗裝置，其特征在于:所述加熱器加熱的溫度為40°C?50°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓清洗裝置，其特征在于:所述第一進液管道中有檸檬酸溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓清洗裝置，其特征在于:所述第二進液管道中有去離子水。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶圓清洗裝置，其特征在于:所述檸檬酸溶液的濃度為20% ?40%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓清洗裝置，其特征在于:所述第三管道與所述第四管道自由端均設(shè)置有噴嘴。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的晶圓清洗裝置，其特征在于:所述第三管道與第四管道自由端設(shè)置的噴嘴之間設(shè)有收容晶圓的托槽。
【文檔編號】B08B1/04GK203678772SQ201420019389
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】唐強 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司