加工半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種加工半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬互連結(jié)構(gòu)已廣泛應(yīng)用在半導(dǎo)體器件中。金屬互連結(jié)構(gòu)的形成過程包括在晶圓上沉積電介質(zhì)層；刻蝕電介質(zhì)層，形成溝槽等凹陷區(qū)域以構(gòu)成圖案；在凹陷區(qū)域內(nèi)沉積阻擋層和金屬，在沉積阻擋層和金屬過程中，阻擋層和金屬也會覆蓋在非凹陷區(qū)域上；去除非凹陷區(qū)域上的阻擋層和金屬，形成金屬互連結(jié)構(gòu)。隨著半導(dǎo)體器件的特征尺寸不斷縮小，互連RC延遲已成為制約半導(dǎo)體器件運行速度進一步提高的瓶頸。為了降低互連RC延遲，在工藝方面已逐漸用銅互連取代傳統(tǒng)的鋁互連，低K介電常數(shù)材料取代目前常用的二氧化硅。當銅與低K介電常數(shù)材料用于形成金屬互連結(jié)構(gòu)時，去除非凹陷區(qū)域上的阻擋層和金屬的傳統(tǒng)方法即化學(xué)機械拋光已不再適用。電化學(xué)拋光成為了去除非凹陷區(qū)域上的金屬的最優(yōu)選擇，且干法氣相刻蝕非凹陷區(qū)域上的阻擋層也成為主流趨勢。
[0003]目前，用于去除非凹陷區(qū)域上的金屬的電化學(xué)拋光裝置與用于去除非凹陷區(qū)域上的阻擋層的干法氣相刻蝕裝置為兩個獨立的機臺，不僅占地面積較大，所需成本較高，而且工藝效率較低。為了降低生產(chǎn)工序中發(fā)生的成本，需要設(shè)計出最合理的設(shè)備布局來縮短搬運的距離和時間，提高設(shè)備的利用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種加工半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的裝置，該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，工藝效率高，降低了加工半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的成本。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的加工半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的裝置，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括形成在晶圓上的電介質(zhì)層、位于電介質(zhì)層上的阻擋層、位于阻擋層上的金屬層，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括形成在電介質(zhì)層上的圖案，圖案內(nèi)形成有所述阻擋層，所述金屬層填充圖案，其特征在于，該裝置包括第一機械手、晶圓緩存臺、第二機械手、膜厚測量裝置、電化學(xué)拋光腔、清洗腔、預(yù)加熱腔、第三機械手、干法氣相刻蝕腔及后冷卻腔，其中:
[0006]第一機械手，在晶圓緩存臺、預(yù)加熱腔及后冷卻腔之間傳送晶圓；
[0007]晶圓緩存臺，放置晶圓；
[0008]第二機械手，在晶圓緩存臺、膜厚測量裝置、電化學(xué)拋光腔及清洗腔之間傳送晶圓；
[0009]膜厚測量裝置，尋找晶圓上的缺口并測量晶圓上金屬層的厚度；
[0010]電化學(xué)拋光腔，電化學(xué)拋光晶圓，去除晶圓上非凹陷區(qū)域上的金屬層；
[0011]清洗腔，清洗和干燥晶圓；
[0012]預(yù)加熱腔，加熱晶圓；
[0013]第三機械手，在預(yù)加熱腔、干法氣相刻蝕腔及后冷卻腔之間傳送晶圓；
[0014]干法氣相刻蝕腔，干法氣相刻蝕晶圓，去除晶圓上非凹陷區(qū)域上的阻擋層；
[0015]后冷卻腔，冷卻晶圓。
[0016]在一個實施例中，第一機械手，將具有所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的晶圓放置在晶圓緩存臺上，從晶圓緩存臺上取完成電化學(xué)拋光工藝以及清洗和干燥工藝后的晶圓并將晶圓傳送至預(yù)加熱腔，從后冷卻腔取完成干法氣相刻蝕工藝以及降溫工藝的晶圓。
[0017]在一個實施例中，第二機械手，從晶圓緩存臺上取具有所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的晶圓并將晶圓放置在膜厚測量裝置上，從膜厚測量裝置上取完成膜厚測量工藝的晶圓并將晶圓傳送至電化學(xué)拋光腔，從電化學(xué)拋光腔取完成電化學(xué)拋光工藝的晶圓并將晶圓傳送至清洗腔，從清洗腔取完成清洗和干燥工藝的晶圓并將晶圓放置在晶圓緩存臺上。
[0018]在一個實施例中，第三機械手，從預(yù)加熱腔取完成加熱工藝的晶圓并將晶圓傳送至干法氣相刻蝕腔，從干法氣相刻蝕腔取完成干法氣相刻蝕工藝的晶圓并將晶圓傳送至后冷卻腔。
[0019]在一個實施例中，晶圓緩存臺為可移動式晶圓緩存臺，當?shù)谝粰C械手需要將晶圓放置在晶圓緩存臺上或者第一機械手需要從晶圓緩存臺上取晶圓時，該晶圓緩存臺移動至靠近第一機械手的一側(cè)。
[0020]在一個實施例中，當?shù)诙C械手需要從晶圓緩存臺上取晶圓或第二機械手需要將晶圓放置在晶圓緩存臺上時，晶圓緩存臺移動至靠近第二機械手的一側(cè)。
[0021]在一個實施例中，該裝置分為干法區(qū)域和濕法區(qū)域，干法區(qū)域包括第一機械手、預(yù)加熱腔、第三機械手、干法氣相刻蝕腔及后冷卻腔，濕法區(qū)域包括第二機械手、膜厚測量裝置、電化學(xué)拋光腔及清洗腔，干法區(qū)域與濕法區(qū)域之間通過晶圓緩存臺實現(xiàn)晶圓的傳送。
[0022]在一個實施例中，晶圓緩存臺與膜厚測量裝置層疊布置，預(yù)加熱腔與后冷卻腔層疊布置。
[0023]在一個實施例中，膜厚測量裝置采取非接觸式測量晶圓上金屬層的厚度。
[0024]綜上所述，本發(fā)明的加工半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的裝置將電化學(xué)拋光及干法氣相刻蝕集成在一臺裝置中，在該臺裝置中，有效實現(xiàn)了晶圓非凹陷區(qū)域上的金屬層的去除和阻擋層的去除，同時，在該臺裝置中還實現(xiàn)了干法工藝和濕法工藝分離。該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，工藝效率高，降低了加工半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的成本。
【附圖說明】
[0025]圖1揭示了本發(fā)明的加工半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的裝置的一實施例的結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0026]圖2揭示了本發(fā)明的加工半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的裝置加工半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的流程圖。
【具體實施方式】
[0027]為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達成目的及效果，下面將結(jié)合實施例并配合圖式予以詳細說明。
[0028]參考圖1所示，揭示了本發(fā)明的加工半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的裝置的一實施例的結(jié)構(gòu)俯視圖。該裝置包括晶圓盒101、第一機械手(Rl) 102、晶圓緩存臺103、第二機械手(R2) 104、膜厚測量裝置105、電化學(xué)拋光腔106、清洗腔107、供電供氣等輔助模塊108、預(yù)加熱腔109、第三機械手(R3) 110、干法氣相刻蝕腔111及后冷卻腔112。晶圓緩存臺103與膜厚測量裝置105層疊布置，預(yù)加熱腔109與后冷卻腔112層疊布置，因此，在圖1中，晶圓緩存臺103與膜厚測量裝置105是重合的，預(yù)加熱腔109與后冷卻腔112是重合的。
[0029]結(jié)合圖2所示，圖2揭示了本發(fā)明的加工半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的裝置加工半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的流程圖。晶圓盒101儲存晶圓，晶圓上形成有半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括形成在晶圓上的電介質(zhì)層、位于電介質(zhì)層上的阻擋層、位于阻擋層上的金屬層、該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括形成在電介質(zhì)層上的圖案，圖案內(nèi)形成有阻擋層，金屬層填充圖案。第一機械手102從晶圓盒101中取出晶圓，并將晶圓放置在晶圓緩存臺103上。晶圓緩存臺103為可移動式的晶圓緩存臺，當?shù)谝粰C械手102需要將晶圓放置在晶圓緩存臺103上或者第一機械手102需要從晶圓緩存臺103上取晶圓時，該晶圓緩存臺103移動至靠近第一機械手102的一側(cè)，這樣可以縮短第一機械手102的手臂長度，降低成本的同時還能夠減小該第一機械手102的占用空間，進而減小該裝置的尺寸和占地面積。
[0030]第二機械手104從晶圓緩存臺103上取走晶圓，并將晶圓放置在膜厚測量裝置105上。當?shù)诙C械手104需要從晶圓緩存臺103上取晶圓或第二機械手104需要將晶圓放置在晶圓緩存臺103上時，晶圓緩存臺103移動至靠近第二機械手104的一側(cè)，這樣可以縮短第二機械手104的手臂長度，