增强的晶片清洗方法技术

提供了一种在如图2D所示的单晶片清洗系统(100-2)中去除后处理残余物的方法。所述方法开始于向设置于衬底(108)之上的近程头(106a-3,106b-3)提供第一被加热流体。之后，在所述衬底的表面和所述近程头的相对表面之间形成所述第一流体的弯月面。使所述衬底在所述近程头下面线性移动。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为200680005277. 7,申请日为2006年2月8日， 申请人:为兰姆研 究有限公司，专利技术创造名称为的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及半导体晶片清洗和干燥，更具体而言，涉及在蚀刻或灰化操作之后从 晶片表面更为有效地去除残余物的设备和技术。
技术介绍
众所周知，在半导体芯片制造工艺中，如果执行了将在晶片表面上留下不想要的 残余物的制造操作时，必须对晶片进行清洗和干燥。等离子蚀刻操作和灰化操作可能在衬 底的表面上留下不想要的残余物。例如，在后双重金属镶嵌清洗中，在这些操作之后，在衬 底表面上仍然会残留有机和无机残余物。有机残余物可能是光致抗蚀剂的残留或者可能是 由用于在蚀刻过程中保护所形成的特征的侧壁的反应物有意生成的，而无机残余物可能是 由溅射操作导致的残余物或者是下部金属互连层的氧化物。如果不去除，那么这些不需要 的残余材料和颗粒尤其可能在晶片表面引起缺陷，以及在金属化特征之间引起不适当的相 互作用。在一些情况下，这样的缺陷可能使后续的金属互连层在金属线内导致孔穴或者使 其产生高电阻，甚至导致在当前和前面的金属层之间的接触界面内产生孔穴，因而使晶片 上的器件变得无法工作。为了避免由丢弃带有故障器件的晶片而造成的无谓的损失，必须 在留下了不需要的残余物的制造操作之后充分清洗晶片。 图1是利用分配清洗剂的喷淋系统的单晶片清洗系统的简化示意图。通过喷嘴14 将清洗流体散布到晶片10上。通常在喷洒流体的同时旋转晶片10。由区域12表示的清洗 流体的最初散布的分布是不均匀的。此外，在晶片10的旋转导致的离心力的作用下，由于 晶片中央的流体速度较低，因而晶片的中央区域与衬底/流体界面处的流体的低质量传递 相关。但是，晶片10的边缘区域由于流体的速度较高，因而与高质量传递相关。对于晶片 10表面上的清洗流体而言，在最初散布期间并非在整个晶片上均匀分布直到所述流体在整 个衬底上均匀分布为止的滞留时间将进一步损伤清洗的一致性。也就是说，最初施加了清 洗流体的晶片10的中央区域具有高滞留时间，而边缘区域则具有低滞留时间。因而，如果 衬底对所施加的流体的活性即滞留时间敏感，那么滞留时间较高的区域可能倾向于损伤位 于残余物下面的层，即互连电介质材料，滞留时间较低的区域可能无法适当清除残余物。 因此，需要一种允许在不损坏下层的情况下均匀清洗后蚀刻（post etch)残余物 的方法和设备。
技术实现思路
概括地讲，本专利技术通过提供一种清洗和干燥设备而满足了这些需求，所述设备能 够从衬底表面清除不想要的残余物，又不会对其上沉积了残余物的层造成不利影响。应当 认识到，可以以多种方式实现本专利技术，包括作为过程、设备、系统、装置或方法。下文描述了 本专利技术的几个专利技术的实施例。 在一个实施例中，提供了一种在单晶片清洗系统中去除后处理（post processing)残余物的方法。所述方法开始于向设置于衬底之上的近程头（proximity head)提供第一流体。之后，在所述衬底表面和所述近程头的相对表面之间形成所述第一流 体的弯月面。对所述第一流体加热，并使所述衬底在所述近程头下线性移动。 在另一个实施例中，提供了一种在单晶片清洗系统中去除后蚀刻残余物的方法。 所述方法开始于向设置于衬底之上的近程头提供流体。之后，在所述衬底表面和所述近程 头的相对表面之间形成所述流体的弯月面。对所述流体加热，并使在所述衬底的表面上的 所述流体保持小于30秒的基本恒定的滞留时间。 在又一实施例中，提供了一种单晶片清洗系统。所述清洗系统包括流体源和在操 作上连接至所述流体源的近程头。所述系统还包括衬底支撑件，其被配置为支撑设置于其 上的衬底。所述衬底支撑件能够使所述衬底在所述近程头下移动，以在所述近程头和所述 衬底的相对表面之间形成流体的弯月面。包括控制器。所述控制器与所述衬底支撑件通 信。所述控制器通过所述衬底支撑件的移动限定了所述流体的弯月面在所述衬底表面上的 滞留时间。 通过下文中结合附图的详细说明，本专利技术的其他方面和优点将变得显而易见，所 述附图借助实例说明了本专利技术的原理。 【附图说明】 通过下文中结合附图的详细说明，本专利技术将更易于理解。为了简化这一说明，采用 类似的附图标记表示类似的结构元件。 图1示出了在离心旋转、漂洗和干燥（SRD)清洗及干燥过程中晶片上的清洗流体 的移动。 图2A示出了根据本专利技术的一个实施例的晶片清洗和干燥系统的顶视图，所述系 统带有近程头，所述近程头具有跨越晶片108的直径延伸的水平构造。 图2B示出了根据本专利技术的一个实施例的晶片清洗和干燥系统的侧视图，所述系 统带有近程头，所述近程头具有跨越晶片的直径延伸的水平构造。 图2C示出了根据本专利技术的一个实施例的、被配置用于清洗和/或干燥晶片的晶片 清洗和干燥系统的顶视图，所述系统具有采用水平构造的近程头。 图2D示出了根据本专利技术的一个实施例的、被配置用于清洗和/或干燥晶片的晶片 清洗和干燥系统的侧视图，所述系统具有采用水平构造的近程头。 图3示出了根据本专利技术的一个实施例的、可以通过近程头执行的晶片清洗/干燥 工艺。 图4A示出了根据本专利技术的一个实施例的近程头的一部分的顶视图。 图4B示出了执行根据本专利技术的实施例的干燥操作的具有倾斜源入口的近程头。 图5A示出了根据本专利技术的实施例的多工艺窗口近程头。 图5B示出了根据本专利技术的实施例的具有三个工艺窗口的多工艺窗口近程头。 图6是根据本专利技术的一个实施例的单晶片清洗系统的高级简化示意图。 图7是根据本专利技术的一个实施例的单晶片表面清洗的简化截面示意图。 图8是根据本专利技术的一个实施例的可以用来执行单晶片表面清洗的近程头的简 化截面图。 图9是示出了根据本专利技术的一个实施例在单晶片清洗系统中去除后处理残余物 的方法操作的流程图。 【具体实施方式】 本专利技术公开了用于从晶片上有效地清洗掉工艺残余物的方法和设备。在下述说明 中，阐述了多个具体的细节，以提供对本专利技术的全面理解。但是，本领域技术人员应当理解， 可以在不利用所述具体细节的部分或全部的情况下实施本专利技术。在其他情况下，没有对公 知的工艺操作进行详细描述，以免对本专利技术造成不必要的模糊。 尽管依照几个优选实施例对本专利技术进行了说明，但是本领域技术人员应当意识 至IJ，可以实现所述实施例的多种变型、添加、置换和等效。因此，本专利技术意在包括所有落在本 专利技术的精神和范围内的此类变型、添加、置换和等效。 应当认识到，这里描述的系统只是示例性的，可以采用任何其他适当类型的构造， 其能够使近程头移动紧密靠近晶片。在图示的实施例中，近程头可以从晶片的中央部分以 线性方式移动到晶片的边缘。应当认识到，可以采用其他实施例，其中近程头以线性方式从 晶片的一个边缘移动到晶片的另一沿直径相对的边缘，或者可以利用其他的非线性移动， 例如，径向运动、圆形运动、螺旋运动、锯齿形运动等。所述运动还可以是用户根据需要指定 的任何适当的运动轮廓。此外，在一个实施例中，可以旋转晶片，并且以线性方式移动近程 头，从而使近程头能够处理晶片的所有部分。还应当理解，也可以利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单晶片清洗系统，包括：多个不同的流体源；在操作上连接至所述流体源的近程头，其中所述近程头包括多个工艺窗，所述多个工艺窗中每个与所述多个不同的流体源之一流体连通；衬底支撑件，其被配置为支撑设置于其上的衬底，所述衬底支撑件或所述近程头线性移动以在所述近程头和所述衬底的相对表面之间形成来自对应流体源的流体的弯月面，所述近程头和所述多个工艺窗沿衬底的直径延伸；以及与所述衬底支撑件通信的控制器，所述控制器通过所述衬底支撑件或所述近程头的移动限定所述流体的弯月面在所述衬底的表面上的滞留时间。

【技术特征摘要】
2005.02.17 US 11/0619441. 一种单晶片清洗系统，包括： 多个不同的流体源； 在操作上连接至所述流体源的近程头，其中所述近程头包括多个工艺窗，所述多个工 艺窗中每个与所述多个不同的流体源之一流体连通； 衬底支撑件，其被配置为支撑设置于其上的衬底，所述衬底支撑件或所述近程头线性 移动以在所述近程头和所述衬底的相对表面之间形成来自对应流体源的流体的弯月面，所 述近程头和所述多个工艺窗沿衬底的直径延伸；以及 与所述衬底支撑件通信的控制器，所述控制器通过所述衬底支撑件或所述近程头的移 动限定所述流体的弯月面...

【专利技术属性】
技术研发人员：允锡民，J·M·柏依，M·威尔克逊，J·德赖瑞厄斯，
申请(专利权)人：兰姆研究有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US