專利名稱：半導(dǎo)體晶片清洗裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域涉及半導(dǎo)體制造工藝。具體地，本發(fā)明涉及更有效的CMP后晶片清洗裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種CMP后基于超音速和刷子的半導(dǎo)體晶片清洗。
當(dāng)今數(shù)字IC器件的大部分功勞和實(shí)用性歸功于日益增加的集成度。越來越多的元件(電阻器、二極管、晶體管等)不斷地集成到基底的芯片或IC內(nèi)。通常IC的起始材料為很高純度的硅。材料生長成單晶。為固體圓柱形。然后鋸開所述晶體(像面包片)生成通常直徑為10到30cm厚度為250μm的晶片。
IC元件結(jié)構(gòu)的幾何形狀通常通過稱為光刻的工藝用照相的方法限定。通過該技術(shù)能精確地復(fù)制很微小的表面幾何形狀。使用光刻工藝限定元件區(qū)域并在相互疊置的層上形成元件。復(fù)雜的IC經(jīng)常有許多不同的疊置層，每層有元件，每層有不同的互連，并且每層疊置在前一層的頂部。這些復(fù)雜IC的所得構(gòu)形經(jīng)常類似于陸地上“山脈”，作為IC元件的許多“小丘”和“山谷”形成在下面硅晶片的表面上。
在光刻工藝中，使用紫外線將限定了各種元件的掩模圖像或圖形集中到感光層上。使用光刻設(shè)備的光學(xué)裝置將圖像集中到表面上，并在感光層內(nèi)留下印記。要形成更小的結(jié)構(gòu)，必須將越來越精細(xì)的圖像集中到感光層的表面上，例如，光學(xué)分辨率必須提高。隨著光學(xué)分辨率的提高，掩模圖像的聚焦深度相應(yīng)變窄。這是由于光刻設(shè)備中高數(shù)字的孔徑透鏡施加的聚焦深度范圍窄。所述窄聚焦深度經(jīng)常是可得到的清晰度以及使用光刻設(shè)備可得到的最小元件的限制因素。復(fù)雜IC的最終構(gòu)形，“小丘”和“山谷”，放大了聚焦深度降低的效果。由此，為了將限定亞微米幾何形狀的掩模圖像適當(dāng)?shù)鼐劢沟礁泄鈱由?，需要精確平坦的表面。精確平坦(例如，完全平面化)的表面便于極小的聚焦深度，進(jìn)而便于限定和隨后制造極小的元件。
化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)為得到完全平面化晶片的優(yōu)選方法。包括使用晶片和移動的拋光墊之間的機(jī)械接觸利用拋光漿料的化學(xué)幫助除去介質(zhì)材料或金屬的犧牲層。由于除去高構(gòu)形區(qū)域(小丘)快于低構(gòu)形區(qū)域(山谷)，因此拋光只是盡可能地除去高度差異。CMP為具有毫米級平面化距離以上平滑構(gòu)形能力的技術(shù)，導(dǎo)致拋光后遠(yuǎn)小于1度的最大角。


圖1示出了典型的現(xiàn)有技術(shù)CMP裝置100的俯視圖，圖2示出了CMP裝置100的側(cè)面剖視圖。CMP裝置100送入要拋光的晶片。CMP裝置100用臂101拾取晶片并將它們放置在旋轉(zhuǎn)的拋光墊102上。拋光墊102由彈性材料制成，通常紋理清晰，經(jīng)常有多個(gè)預(yù)定的槽103，以輔助拋光工藝。拋光墊102在臺板104或旋轉(zhuǎn)臺上以預(yù)定的速度旋轉(zhuǎn)，所述臺板或旋轉(zhuǎn)臺位于拋光墊102下面。晶片105由墊圈112和載架106固定在拋光墊102上。晶片105的下表面(例如，“前”面)靠在拋光墊102。晶片105的上表面靠著臂101的載架106的下表面。隨著拋光墊102的旋轉(zhuǎn)，臂101以預(yù)定的速率旋轉(zhuǎn)晶片105。臂101用預(yù)定量向下的力將晶片105推入拋光墊102內(nèi)。CMP裝置100還包括沿拋光墊102的半徑延伸的漿料分配臂107。漿料分配臂107將漿料流分配到拋光墊102上。
漿料為去離子水和拋光劑的混合物，設(shè)計(jì)用于化學(xué)地幫助晶片的平滑和預(yù)計(jì)的平面化。拋光墊102和晶片105的旋轉(zhuǎn)作用和漿料的拋光作用結(jié)合在一起以某個(gè)額定速率平面化或拋光晶片105。該速率稱做清除速率。恒定和可預(yù)定的清除速率對于晶片制造工藝的一致性和性能很重要。清除速率應(yīng)適當(dāng)，以生產(chǎn)精確平面化的晶片，沒有表面構(gòu)形。如果清除速率太慢，那么在預(yù)定期間內(nèi)制造的平面化晶片數(shù)量減少，降低了制造工藝的晶片生產(chǎn)量。如果清除速率太快，那么晶片表面上的CMP平面化工藝將不均勻降低了制造工藝的成品率。
為了有助于保持穩(wěn)定的清除速率，CMP裝置100包括調(diào)節(jié)器組件120。調(diào)節(jié)器組件120包括沿拋光墊102的半徑延伸的調(diào)節(jié)臂108。端部操縱裝置109連接到調(diào)節(jié)器臂108。端部操縱裝置109包括用于使拋光墊102表面變粗糙的磨料調(diào)節(jié)盤110。調(diào)節(jié)盤110由調(diào)節(jié)器臂108旋轉(zhuǎn)并朝拋光墊102的中心和遠(yuǎn)離拋光墊102的中心平移，從而使調(diào)節(jié)盤110覆蓋拋光墊102的半徑，由此隨著拋光墊102的旋轉(zhuǎn)，幾乎覆蓋了拋光墊102的整個(gè)表面區(qū)域。具有粗糙表面的拋光墊在它遠(yuǎn)離調(diào)節(jié)器組件120的表面里有許多很小的凹坑和槽，因此借助傳送到晶片表面增多的漿料和更有效的施加向下的拋光力產(chǎn)生較快的清除速率。如果沒有調(diào)節(jié)，那么在拋光工藝期間拋光墊102的表面變光滑，清除速率顯著降低。調(diào)節(jié)器組件120使拋光墊102的表面重新變得粗糙，改善了漿料的輸送并提高了清除速率。
由此，拋光墊102粗糙表面的作用、漿料的化學(xué)軟化作用以及漿料的研磨作用結(jié)合在一起拋光晶片105，由此幾乎完全平滑掉毫米級平面化距離以上的構(gòu)形。一旦完成CMP，通過臂101從拋光墊102移走晶片105，并準(zhǔn)備用于器件制造工藝的下一階段。然而，在隨后的制造處理之前，必須清除掉CMP工藝留在晶片105上的雜質(zhì)(例如，拋光墊102的顆粒、微量的漿料/磨料、金屬離子等)。
完成CMP工藝之后，清洗晶片105的表面以除去顆粒、金屬離子以及其它雜質(zhì)。正如本領(lǐng)域中的技術(shù)人員公知的，在對晶片105進(jìn)行進(jìn)一步的處理之前，除去CMP工藝留下的雜質(zhì)很重要。例如，存在雜質(zhì)顆粒會破壞隨后的光刻，導(dǎo)致例如斷線、短路等。目前，大多數(shù)廣泛使用的CMP后清洗工藝包含使用刷子，其中使用刷子摩擦地刷洗晶片105表面直到除去所有的雜質(zhì)。
然而，使用刷子有一個(gè)明顯的缺陷是刷子需要直接接觸晶片105的表面以便有效地擦去雜質(zhì)。隨著刷子不斷地壓向表面，清洗的有效性增加。壓力增加導(dǎo)致晶片表面由于刷子刷洗作用受損傷的危險(xiǎn)增加。此外，在多數(shù)情況中，刷子自身帶有雜質(zhì)，由此降低了清洗的有效性。此外，當(dāng)構(gòu)形存在于凹陷區(qū)域(例如，溝槽、孔等)時(shí)，刷子的有效性往往降低。
由于以上與CMP后清洗使用刷子有關(guān)的缺陷，現(xiàn)已開發(fā)了“超音速”晶片清洗的技術(shù)。眾所周知，超音速清洗包含使用朝晶片105的表面高頻快速攪動的液體流(例如，去離子水)。液體流的高頻快速攪動作用有力地除去雜質(zhì)并從晶片表面上拋光掉副產(chǎn)品。超音速清洗的優(yōu)點(diǎn)是能夠除去雜質(zhì)和離子，即使在凹槽區(qū)域中的，并且不直接物理地接觸晶片，由此極大的降低了損傷晶片表面的危險(xiǎn)。然而，超音速清洗的主要缺點(diǎn)是清洗作用不如刷洗的清洗作用有效。
由此，需要一種完成CMP工藝之后從晶片表面上有效地除去CMP雜質(zhì)和副產(chǎn)品的方法和系統(tǒng)。需要一種沒有損傷晶片表面危險(xiǎn)的有效CMP后清洗的解決方案。進(jìn)一步需要一種有效地清洗CMP后晶片表面的雜質(zhì)/副產(chǎn)品同時(shí)不會產(chǎn)生損傷的解決方案。本發(fā)明提供一種滿足以上要求的新穎解決方案。
本發(fā)明提供一種從完成CMP工藝之后的晶片表面上有效的除去雜質(zhì)和副產(chǎn)品的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明提供一種沒有損傷晶片表面危險(xiǎn)的有效的CMP后清洗。本發(fā)明有效地清洗了CMP后晶片表面的雜質(zhì)/副產(chǎn)品同時(shí)不會產(chǎn)生損傷。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明體現(xiàn)為從半導(dǎo)體晶片的表面除去雜質(zhì)的清洗裝置。超音速噴嘴和硬毛刷包含在清洗裝置中。采用超音速噴嘴產(chǎn)生超音速地?cái)噭拥囊后w從半導(dǎo)體晶片的表面上除去雜質(zhì)顆粒。采用硬毛刷接觸半導(dǎo)體晶片表面并摩擦地除去雜質(zhì)顆粒。超音速噴嘴和硬毛刷都安裝在清洗組件內(nèi)。清洗組件同時(shí)使用噴嘴和硬毛刷從半導(dǎo)體晶片的表面上有效地除去雜質(zhì)。清洗組件同時(shí)使用超音速地?cái)噭拥囊后w和硬毛刷比單獨(dú)使用一個(gè)或另一個(gè)清洗更有效。以此方式，清洗組件可以有效地清洗CMP后晶片表面的雜質(zhì)/副產(chǎn)品同時(shí)不會損傷表面。
引入并構(gòu)成本說明書一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，和說明書一起用于介紹本發(fā)明的原理。
現(xiàn)有技術(shù)的圖1示出了典型的現(xiàn)有技術(shù)CMP裝置的俯視圖。
現(xiàn)有技術(shù)的圖2示出了圖1的現(xiàn)有技術(shù)CMP裝置的側(cè)視圖。
圖3為在半導(dǎo)體晶片上使用的硬毛刷，示出了本發(fā)明基于刷子的構(gòu)件。
圖4為在半導(dǎo)體晶片上使用的超音速換能器，示出了本發(fā)明基于超音速的構(gòu)件。
圖5示出了本發(fā)明基于超音速的構(gòu)件，其中超音速噴嘴和超音速傳感器結(jié)合成一個(gè)單元并且半導(dǎo)體晶片進(jìn)行自旋運(yùn)動。
圖6A示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的組合超音速/刷子清洗組件的側(cè)視圖。
圖6B示出了圖6A的組合超音速/刷子清洗組件的俯視圖。
圖7A示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的組合超音速/刷子清洗組件的側(cè)視圖。
圖7B示出了圖7A的組合超音速/刷子清洗組件的俯視圖。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例工藝步驟的流程圖。
現(xiàn)在具體參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，CMP后基于超音速和刷子的半導(dǎo)體晶片清洗方法和系統(tǒng)以例子形式顯示在附圖中。雖然結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例介紹了本發(fā)明，但應(yīng)該理解本發(fā)明并于限于這些實(shí)施例。相反，本發(fā)明意在覆蓋包含在附帶的權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有替換、修改和等效。此外，在本發(fā)明下面的詳細(xì)說明中，陳列了大量的具體細(xì)節(jié)以更全面地理解本發(fā)明。然而，對于本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員來說顯然可以不采用這些具體細(xì)節(jié)也可以實(shí)施本發(fā)明。此外，沒有具體地介紹公知的方法、工序、構(gòu)件以及電路以防止不必要地混淆本發(fā)明的方案。
本發(fā)明提供一種以組合的超音速和刷子為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體晶片清洗方法和系統(tǒng)，以有效地從完成CMP處理后的晶片表面上除去雜質(zhì)和副產(chǎn)品。本發(fā)明提供一種有效的CMP后清洗，不會有損傷晶片表面的危險(xiǎn)。本發(fā)明可以有效地清洗CMP后晶片表面的雜質(zhì)/副產(chǎn)品同時(shí)不會產(chǎn)生損傷。
化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)為得到含有器件用于制造處理的半導(dǎo)體晶片完全平面化的優(yōu)選方法。CMP工藝包含利用晶片和浸透拋光漿料移動的拋光墊之間的摩擦接觸以及漿料自身的化學(xué)作用除去一層或多層材料(例如，介質(zhì)材料、鋁、鎢或銅層等)。由于除去高構(gòu)形區(qū)域(小丘)快于低構(gòu)形區(qū)域(山谷)，通過CMP工藝的拋光只是盡可能地除去高度差異。CMP工藝為具有毫米級平面化距離以上平滑掉構(gòu)形能力的優(yōu)選技術(shù)，導(dǎo)致拋光后遠(yuǎn)小于1度的最大角。
CMP裝置的拋光墊表面的摩擦接觸、漿料的化學(xué)軟化作用以及漿料的研磨作用結(jié)合在一起拋光了半導(dǎo)體晶片，也一起產(chǎn)生了大量的雜質(zhì)和拋光副產(chǎn)品。CMP工藝將這些雜質(zhì)/副產(chǎn)品(例如，拋光墊102的顆粒、微量的漿料/磨料、金屬顆粒等)分散到晶片的整個(gè)表面上。一旦完成CMP，從CMP裝置上移走晶片，并準(zhǔn)備用于器件制造工藝的下一階段。然而，在隨后的制造處理之前，必須清除掉CMP工藝留下的雜質(zhì)/副產(chǎn)品。在對晶片進(jìn)行進(jìn)一步的處理之前，除去CMP工藝留下的雜質(zhì)很重要。例如，存在雜質(zhì)顆粒會破壞隨后的光刻，導(dǎo)致例如斷線、短路等。
現(xiàn)在參考圖3，示出了在半導(dǎo)體晶片310上使用的硬毛刷300。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明清洗組件的硬毛刷構(gòu)件。如圖3所示，硬毛刷300在箭頭301顯示的方向中旋轉(zhuǎn)。隨著硬毛刷300的旋轉(zhuǎn)，晶片310在硬毛刷300下摩擦地旋轉(zhuǎn)(例如，回旋)，由此硬毛刷300摩擦地接觸晶片310的整個(gè)表面。
硬毛刷300的有利之處在于能有效地除去由于硬毛刷300在晶片310表面上摩擦地移動與硬毛刷300直接接觸帶來的這些雜質(zhì)。在本實(shí)施例中，硬毛刷300為浸透專門特制的清洗液的多孔刷。清洗液為根據(jù)包含晶片310表面(例如，由氧化物覆蓋的金屬線、栓塞中的鎢、銅等)的材料特制的。含在清洗液中的化學(xué)物質(zhì)化學(xué)地影響晶片310表面上的雜質(zhì)。清洗液與雜質(zhì)反應(yīng)，產(chǎn)生反應(yīng)生成物。通過硬毛刷300的擦力以及清洗液的流動從晶片表面上除去反應(yīng)生成物。
現(xiàn)在參考圖4，示出了在半導(dǎo)體晶片310上使用的超音速換能器400。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明清洗組件的超音速噴嘴構(gòu)件。如圖4所示，噴嘴401將清洗液分配到晶片310的表面上，如箭頭402所示。隨著清洗液留在噴嘴401，清洗液由超音速換能器400超音速地?cái)噭印３羲贀Q能器400通過將高頻(例如，2MHz以上)高能振動賦予清洗液402起作用。隨著清洗液402接觸表面，這些高能振動賦予晶片310的表面。清洗液402內(nèi)的高能振動力將雜質(zhì)顆粒從晶片310的表面除去。
本發(fā)明的超音速構(gòu)件和刷子構(gòu)件之間的主要區(qū)別為不需要與超音速噴嘴401或超音速換能器400有任何直接的物理接觸就可以清洗晶片310的表面。采用超音速構(gòu)件，除去雜質(zhì)的力就是超音速地?cái)噭忧逑匆?02的力(例如，氣穴現(xiàn)象、壓力梯度、流動效應(yīng)等)。由超音速波生成的壓力梯度從晶片310的表面上移動并提升雜質(zhì)。水流和大量的清洗液流動然后帶走雜質(zhì)。
圖5示出了一種類型的本發(fā)明超音速構(gòu)件，其中超音速換能器和噴嘴結(jié)合成一個(gè)超音速噴嘴500。如圖5所示，超音速噴嘴500在晶片310左右之間移動，如線501所示。此外，超音速噴嘴500在晶片表面上來回移動的同時(shí)，晶片310在超音速噴嘴500下旋轉(zhuǎn)。超音速噴嘴500以基本上類似于圖4的超音速噴嘴401和超音速換能器400的方式起作用。然而，超音速噴嘴500利用它自身的運(yùn)動和晶片310的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動很容易覆蓋晶片310的表面。
現(xiàn)在參考圖6A和6B，顯示了根據(jù)本發(fā)明的組合超音速/刷子清洗組件600的側(cè)視和俯視圖。如圖6A和6B所示，清洗組件600示出超音速構(gòu)件和刷子構(gòu)件(例如，超音速換能器602和刷子601)組合在清洗組件600內(nèi)。超音速換能器602同軸地位于刷子601內(nèi)。刷子601在箭頭603所示的方向中旋轉(zhuǎn)。晶片310在刷子601下摩擦地旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，超音速換能器602同軸地位于刷子601內(nèi)。超音能通過刷子601和清洗液傳送到晶片310的表面。刷子601的刷洗作用和超音速換能器602的超音能的同時(shí)清洗作用產(chǎn)生許多優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是刷子構(gòu)件和超音速構(gòu)件的攪動力顯著強(qiáng)于僅刷洗或超音速液體的力，由此更有效地除去雜質(zhì)。另一優(yōu)點(diǎn)是使用刷子601的擦除作用的同時(shí)超音能滲透到刷子601內(nèi)“brush loading”的機(jī)會減少。brushloading是指超音速換能器602不施加超音能，刷子601從晶片301獲得大量的雜質(zhì)以致刷子601不再有效地從晶片表面上除去所有的雜質(zhì)(例如，嘗試用“臟”刷子清洗晶片)。
本發(fā)明清洗組件600的另一優(yōu)點(diǎn)是結(jié)合刷子601和超音速換能器602的作用產(chǎn)生高清洗效率，可以優(yōu)化刷子601的壓力和超音速換能器602的能量，由此清洗期間損傷晶片310表面的可能性減到最小。與僅刷洗相比，高清洗效率允許刷子601向晶片310的表面施加較小的壓力。較小量的刷子壓力降低了晶片310表面摩擦損傷的危險(xiǎn)。
本發(fā)明清洗組件600的又一優(yōu)點(diǎn)是與單獨(dú)使用刷子清洗裝置和接著超音速清洗裝置的情況相比，刷子清洗工藝與超音速清洗工藝結(jié)合在一個(gè)清洗組件600內(nèi)減少了清洗步驟數(shù)和需要的工廠占地面積。通過同時(shí)進(jìn)行刷洗和超音速清洗減少了清洗步驟和時(shí)間，由此提高了晶片的生產(chǎn)量。此外，根據(jù)本發(fā)明的清洗組件600具有較小的占地面積。
在典型的使用中，500KHz以上的超音頻率對CMP后清洗最有效。通過選擇化學(xué)溶液和流量、頻率和功率的超音速工藝條件以及刷子壓力、旋轉(zhuǎn)速度和時(shí)間的刷洗工藝條件可以使清洗效率最佳。
應(yīng)該注意圖6A和6B中示出的清洗組件600可以使用各種清洗方案。清洗液可以按晶片310表面的化學(xué)組成特制，其中特殊的化學(xué)制劑包含在清洗液中以引起對晶片310表面材料(例如介質(zhì)、各種類型的金屬等)的特殊清洗效果。此外，可以使用普通的去離子水作為清洗液。
僅使用刷洗的不足為刷子需要直接接觸晶片表面以便有效地擦掉雜質(zhì)。如果施加了高壓，那么刷子會損傷晶片表面。在多數(shù)情況中，刷子自身帶有雜質(zhì)，由此降低了清洗效率。
僅使用超音速清洗的不足為超音速清洗器中的力不如擦洗器中直接的擦除有效；因此在CMP后應(yīng)用中，超音速清洗不如擦洗普及。高能超音速清洗對構(gòu)件使用了很高的能量級以補(bǔ)償不太有效的清洗作用，例如當(dāng)在或非?？拷砻姘l(fā)生氣穴現(xiàn)象時(shí)，也會損壞晶片表面。
現(xiàn)在參考圖7A和7B，示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的組合超音速/刷子清洗組件700側(cè)視和俯視圖。如圖7A和7B所示，清洗組件700示出了兩個(gè)超音速構(gòu)件702和703以及刷子構(gòu)件701組合在清洗組件700內(nèi)。與同軸地位于刷子701內(nèi)相反，超音速換能器702和703在刷子701兩側(cè)設(shè)置。刷子701在箭頭704所示的方向中旋轉(zhuǎn)。晶片310在刷子701下摩擦地旋轉(zhuǎn)，如旋轉(zhuǎn)方向705所示。
清洗組件700示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)變形。清洗組件700以基本上類似于圖6A和6B的清洗組件600的方式起作用。然而，與位于擦洗刷內(nèi)相反，清洗組件700在擦洗刷(例如刷子701)兩側(cè)設(shè)置兩個(gè)換能器。在這種情況下，超音速換能器702和703以更直接的方式將超音速能量賦予晶片310的表面。要確保均勻的覆蓋，晶片310在刷子701以及超音速換能器702和703下旋轉(zhuǎn)。與清洗組件600相同的方式，清洗組件700使用刷子701的擦拭作用和換能器702和703的超音速能量，提供了保險(xiǎn)、高效率、低占地面積的CMP后清洗。
現(xiàn)在參考圖8，顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例工藝800的步驟流程圖。工藝800示出了使用本發(fā)明的清洗組件(例如，圖6A和6B的清洗組件600)的CMP后清洗裝置的操作工藝中包含的步驟。工藝800示出了從接收用于CMP后清洗的晶片到將晶片送到制造工藝中下一步驟的步驟。
工藝800開始于步驟801，其中接收晶片用于晶片在CMP裝置中處理后的清洗。如上所述，化學(xué)機(jī)械拋光包括使用漿料和拋光墊的摩擦接觸。CMP工藝產(chǎn)生大量的雜質(zhì)必須從晶片表面上除去。
在步驟802中，晶片放置在根據(jù)本發(fā)明的CMP后清洗裝置的清洗組件內(nèi)。清洗組件(例如，清洗組件600)包括擦洗刷(例如刷子601)和超音速換能器(例如超音速換能器602)。
在步驟803中，清洗液分配到晶片上。如上所述，清洗液為專門的清洗溶液，含有為晶片表面的化學(xué)組成專門特制的各種化學(xué)試劑，或者清洗液可以是普通的去離子水。
在步驟804中，使用安裝在清洗組件內(nèi)的擦洗刷刷洗晶片的表面。如上所述，擦洗刷使用擦除作用除去晶片表面上的雜質(zhì)。
在步驟805中，使用安裝在清洗組件內(nèi)的超音速噴嘴將超音速清洗液分配到晶片上。如上所述，通過高頻(例如，500KHz以上)的超音速噴嘴超音速地?cái)噭忧逑匆?。超音速能量通過從晶片表面上除去雜質(zhì)顆粒起作用。
現(xiàn)在仍參考圖8，在步驟806中，通過清洗組件的刷子和超音速噴嘴的結(jié)合作用從晶片的表面上除去雜質(zhì)。如上所述，超音速能量和刷子的擦除作用結(jié)合比單獨(dú)使用兩個(gè)中的一個(gè)更有效。與現(xiàn)有技術(shù)的清洗方法相比，清洗組件的高效清洗作用允許超音速噴嘴使用較少的能量，允許擦洗刷施加較小的壓力。
在步驟807中，使用去離子水漂洗晶片的表面。漂洗除去清洗工藝后留下的任何殘留清洗液。
在步驟808中，旋轉(zhuǎn)晶片進(jìn)行干燥。一旦清洗液在步驟807中被漂洗掉，那么旋轉(zhuǎn)干燥產(chǎn)生完全清潔的晶片，沒有任何雜質(zhì)。
在步驟809中，從清洗組件中移走完全清潔的晶片，并從CMP后清洗裝置送到器件制造工藝的下一步驟。
由此，本發(fā)明提供一種從完成CMP工藝的晶片表面上有效地除去CMP雜質(zhì)和副產(chǎn)品的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明提供一種沒有損傷晶片表面危險(xiǎn)的有效的CMP后清洗。本發(fā)明有效地清洗了CMP后晶片表面的雜質(zhì)/副產(chǎn)品同時(shí)不會產(chǎn)生損傷。
為了圖示和說明介紹了本發(fā)明的以上具體實(shí)施例。這些實(shí)施例不意味著窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限制到公開的明確形式，顯然根據(jù)以上的教導(dǎo)可以有許多修改和變形。選擇和介紹這些實(shí)施例以便更好地解釋本發(fā)明的原理和它的實(shí)際應(yīng)用，由此本領(lǐng)域中的技術(shù)人員能更好地利用本發(fā)明，具有各種修改的各種實(shí)施例適合于預(yù)期的特定用途。本發(fā)明的范圍由附帶的權(quán)利要求書及等效物限定。
權(quán)利要求
1．一種從半導(dǎo)體晶片的表面除去雜質(zhì)的清洗裝置，包括超音速換能器，用于產(chǎn)生超音速地?cái)噭拥囊后w從半導(dǎo)體晶片的表面上除去雜質(zhì)顆粒；刷子，用于接觸半導(dǎo)體晶片表面并除去雜質(zhì)顆粒；以及安裝了超音速換能器和刷子的清洗組件，可操作該清洗組件以便同時(shí)使用超音速換能器和刷子從半導(dǎo)體的晶片的表面上除去雜質(zhì)顆粒。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中采用超音速換能器產(chǎn)生超音速地?cái)噭拥囊后w流接觸半導(dǎo)體晶片的表面以除去雜質(zhì)顆粒。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中采用刷子接觸半導(dǎo)體晶片表面并通過使用擦除作用摩擦地除去雜質(zhì)顆粒。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中清洗組件隨著刷子清洗半導(dǎo)體晶片的表面相對于刷子橫向地移動半導(dǎo)體晶片。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中裝置為CMP后清洗裝置，用于從半導(dǎo)體晶片的表面上除去CMP后雜質(zhì)顆粒，刷子通過使用擦除作用從半導(dǎo)體的晶片的表面上除去雜質(zhì)顆粒，清洗組件隨著刷子清洗半導(dǎo)體晶片的表面相對于刷子橫向地移動半導(dǎo)體晶片。
6．根據(jù)權(quán)利要求1或5的裝置，其中超音速換能器同軸地設(shè)置在刷子內(nèi)，以便借助刷子超音速地?cái)噭拥囊后w流接觸半導(dǎo)體晶片的表面。
7．根據(jù)權(quán)利要求1或5的裝置，其中超音速換能器橫向地設(shè)置在刷子的兩側(cè)使超音速地?cái)噭拥囊后w接觸半導(dǎo)體晶片的表面。
8．根據(jù)權(quán)利要求1或5的裝置，其中清洗之后清洗組件旋轉(zhuǎn)干燥半導(dǎo)體晶片。
9．根據(jù)權(quán)利要求1或5的裝置，其中液體為去離子水。
10．根據(jù)權(quán)利要求1或5的裝置，其中液體為化學(xué)地影響半導(dǎo)體晶片表面特制的清洗溶液。
11．一種CMP后清洗半導(dǎo)體晶片的方法，該方法包括以下步驟通過使用產(chǎn)生超音速地?cái)噭拥囊后w流的超音速換能器從半導(dǎo)體晶片表面上除去雜質(zhì)顆粒；通過使用刷子接觸半導(dǎo)體晶片的表面從半導(dǎo)體晶片表面上除去雜質(zhì)顆粒；以及同時(shí)使用超音速換能器和刷子從半導(dǎo)體的晶片的表面上清除雜質(zhì)顆粒，通過安裝有超音速換能器和刷子的清洗組件進(jìn)行所述的清除。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中超音速換能器同軸地設(shè)置在刷子內(nèi)，以便借助刷子超音速地?cái)噭拥囊后w流接觸半導(dǎo)體晶片的表面。
13．根據(jù)權(quán)利要求11的方法，還包括以下步驟隨著刷子清洗半導(dǎo)體晶片的表面相對于刷子橫向地移動半導(dǎo)體晶片，通過清洗組件進(jìn)行橫向移動。
14．根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中超音速換能器橫向地設(shè)置在刷子的兩側(cè)使超音速地?cái)噭拥囊后w接觸半導(dǎo)體晶片的表面。
15．根據(jù)權(quán)利要求11的方法，還包括以下步驟通過使用清洗組件清洗之后旋轉(zhuǎn)干燥半導(dǎo)體晶片。
全文摘要
一種從半導(dǎo)體的晶片的表面上除去雜質(zhì)顆粒的清洗裝置。超音速噴嘴和硬毛刷包含在清洗裝置中。采用超音速噴嘴產(chǎn)生超音速地?cái)噭拥囊后w從半導(dǎo)體晶片的表面上除去雜質(zhì)顆粒。采用硬毛刷接觸半導(dǎo)體晶片表面并摩擦地除去雜質(zhì)顆粒。噴嘴和硬毛刷都安裝在清洗組件內(nèi)。清洗組件同時(shí)使用噴嘴和硬毛刷從半導(dǎo)體的晶片的表面上有效地除去雜質(zhì)。
文檔編號H01L21/304GK1310860SQ00800942
公開日2001年8月29日 申請日期2000年3月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月30日
發(fā)明者L·張, M·G·威林 申請人:皇家菲利浦電子有限公司