一种基于马兰戈尼效应的晶圆竖直旋转处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于马兰戈尼效应的晶圆竖直旋转处理装置，包括：用于竖直旋转晶圆的夹持机构和用于输送流体的供给臂；供给臂可竖直地摆动并经由设置于其自由端处的喷射机构将流体供应至晶圆上；喷射机构包括第一喷射组件、第二喷射组件和具有多个喷淋孔的喷淋杆，第一喷射组件位于第二喷射组件和喷淋杆的上方；第一喷射组件包括第一摆臂以及设置在第一摆臂上的喷气嘴；第二喷射组件包括第二摆臂以及设置在第二摆臂上的喷液嘴；其中，喷淋杆、第一摆臂、和第二摆臂沿供给臂延长，并且可旋转地固定配置于供给臂的自由端。转地固定配置于供给臂的自由端。转地固定配置于供给臂的自由端。

【技术实现步骤摘要】
一种基于马兰戈尼效应的晶圆竖直旋转处理装置


[0001]本专利技术涉及化学机械抛光后处理
，尤其涉及一种基于马兰戈尼效应的晶圆竖直旋转处理装置。

技术介绍

[0002]晶圆制造是制约超大规模集成电路(即芯片,IC,Integrated Circuit Chip)产业发展的关键环节。随着集成电路特征尺寸持续微缩，晶圆表面质量要求越来越高，因而晶圆制造过程对缺陷尺寸和数量的控制越来越严格。逻辑芯片制程中，当特征尺寸从14nm发展至7nm时，19nm以上污染物的控制范围也从100减小至50颗，逐步逼近清洗技术和量测技术极限。污染物是造成晶圆表面质量下降甚至产生缺陷的重要因素，因此需要采用清洗技术将晶圆表面污染物解吸，从而获得超清洁表面，特别是在化学机械抛光(CMP,Chemical Mechanical Polishing)的后清洗干燥中，容易遇到污染物残留、液痕等缺陷(亦称为水痕，water mark)，这将严重影响芯片制造良率。
[0003]因此，避免在干燥过程产生污染物残留、液痕等缺陷是至关重要的。
[0004]然而在现有技术的清洗步骤中，由于对晶圆直接喷射漂洗液的区域范围小，距离漂洗剂喷射落点较远的晶圆表面位置的清洗力度较小，难以彻底清除污染物，导致容易产生污染物残留；同时，随后的干燥步骤，因承担了部分清洗步骤里残留下来的清洗压力，导致干燥步骤里不能采用更适合于干燥功能的工艺条件，容易产生水痕缺陷，工艺过程后的晶圆表面清洁度不高，且生产效率低。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种基于马兰戈尼效应的晶圆竖直旋转处理装置，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0006]本专利技术实施例提供了一种基于马兰戈尼效应的晶圆竖直旋转处理装置，包括：用于竖直旋转晶圆的夹持机构和用于输送流体的供给臂；所述供给臂可竖直地摆动并经由设置于其自由端处的喷射机构将流体供应至晶圆上；
[0007]所述喷射机构包括第一喷射组件、第二喷射组件和具有多个喷淋孔的喷淋杆，所述第一喷射组件位于第二喷射组件和喷淋杆的上方；所述第一喷射组件包括第一摆臂以及设置在第一摆臂上的喷气嘴；所述第二喷射组件包括第二摆臂以及设置在第二摆臂上的喷液嘴；其中，所述喷淋杆、第一摆臂、和第二摆臂沿所述供给臂延长，并且可旋转地固定配置于所述供给臂的自由端。
[0008]在一个实施例中，在晶圆清洗过程中，喷淋杆工作以对晶圆表面进行冲洗；在晶圆干燥过程中，喷淋杆不工作，第一喷射组件和第二喷射组件配合工作以进行马兰戈尼干燥。
[0009]在一个实施例中，所述喷淋杆平行于第一摆臂和第二摆臂。
[0010]在一个实施例中，所述喷淋杆上的喷淋孔的液体喷射方向为垂直和/或倾斜朝向晶圆表面喷射。
[0011]在一个实施例中，所述喷淋杆上的喷淋孔的液体喷射方向与垂直晶圆方向之间的夹角在0～60
°
之间。
[0012]在一个实施例中，当供给臂处于非竖直状态时喷液嘴配置于喷气嘴的下方。
[0013]在一个实施例中，所述喷液嘴设置成在随供给臂和第二摆臂运动过程中可以掠过晶圆的圆心。
[0014]在一个实施例中，所述喷射机构还包括与所述喷气嘴连通的第一管路、与所述喷液嘴连通的第二管路、以及与所述喷淋杆连通的第三管路。
[0015]在一个实施例中，所述第一管路和喷气嘴用于输送并喷射含表面活性物质的干燥气体。
[0016]在一个实施例中，所述第二管路、喷液嘴、第三管路和喷淋杆用于输送并喷射漂洗液。
[0017]本专利技术实施例的有益效果包括：通过设置一具有多个喷淋孔的喷淋杆，用来向晶圆表面喷射漂洗液，喷淋杆上的喷淋孔的喷射落点分布在晶圆半径方向上从而大面积覆盖晶圆表面，进而利用大量漂洗液对晶圆表面进行冲洗，大大提高了竖直清洗的效果，减少了晶圆表面污染物的残留。
附图说明
[0018]通过结合以下附图所作的详细描述，本专利技术的优点将变得更清楚和更容易理解，但这些附图只是示意性的，并不限制本专利技术的保护范围，其中：
[0019]图1为本专利技术一实施例提供的基于马兰戈尼效应的晶圆竖直旋转处理装置的立体示意图；
[0020]图2为本专利技术一实施例提供的喷射机构的立体示意图；
[0021]图3为本专利技术一实施例提供的喷淋杆的一种喷射角度的示意图；
[0022]图4为本专利技术另一实施例提供的喷淋杆的另一种喷射角度的示意图。
具体实施方式
[0023]下面结合具体实施例及其附图，对本专利技术所述技术方案进行详细说明。在此记载的实施例为本专利技术的特定的具体实施方式，用于说明本专利技术的构思；这些说明均是解释性和示例性的，不应理解为对本专利技术实施方式及本专利技术保护范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书及其说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。应当理解的是，除非特别予以说明，为了便于理解，以下对本专利技术具体实施方式的描述都是建立在相关设备、装置、部件等处于原始静止的未给与外界控制信号和驱动力的自然状态下描述的。
[0024]此外，还需要说明的是，本申请中使用的例如前、后、上、下、左、右、顶、底、正、背、水平、垂直等表示方位的术语仅仅是为了便于说明，用以帮助对相对位置或方向的理解，并非旨在限制任何装置或结构的取向。
[0025]为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
[0026]在本申请中，化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing)也称为化学机械
平坦化(Chemical Mechanical Planarization)，晶圆(wafer)也称为基板(substrate)，其含义和实际作用等同。
[0027]如图1所示，根据本申请的基于马兰戈尼效应的晶圆竖直旋转处理装置1包括：箱体(未示出)和设置于箱体中的夹持机构20、供给臂30、转轴件40等，还包括设置于箱体底部的电机组件(未示出)。其中，夹持机构20具有多个卡爪21以固持晶圆W并带动晶圆W在箱体内竖直旋转。供给臂30具有两端，一端与转轴件40连接，另一端为自由端，自由端可绕转轴件40转动。转轴件40垂直于晶圆W设置。供给臂30还与电机组件连接使得供给臂30可在电机组件的驱动下围绕转轴件40转动，从而实现供给臂30在平行于晶圆W所在平面的竖直平面内摆动。并且，供给臂30在其自由端配置有喷射机构10，使得可以经由随供给臂30移动的喷射机构10将流体供应至旋转的晶圆W的全局表面。
[0028]目前在晶圆清洗步骤中，即晶圆清洗过程，使用1个漂洗液喷嘴正对晶圆W中心进行喷射，因其优势冲洗范围主要集中在漂洗剂喷射落点附近，即晶圆W圆心附近，使得该漂洗液喷嘴对晶圆W表面远离圆心的靠外区域的冲洗能力有限，不利于把全部晶圆W表面残留的化学药液、及残留液体中悬浮的污染物微粒快速冲洗掉，这给随后的马兰戈尼(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于马兰戈尼效应的晶圆竖直旋转处理装置，其特征在于，包括：用于竖直旋转晶圆的夹持机构和用于输送流体的供给臂；所述供给臂可竖直地摆动并经由设置于其自由端处的喷射机构将流体供应至晶圆上；所述喷射机构包括第一喷射组件、第二喷射组件和具有多个喷淋孔的喷淋杆，所述第一喷射组件位于第二喷射组件和喷淋杆的上方；所述第一喷射组件包括第一摆臂以及设置在第一摆臂上的喷气嘴；所述第二喷射组件包括第二摆臂以及设置在第二摆臂上的喷液嘴；其中，所述喷淋杆、第一摆臂、和第二摆臂沿所述供给臂延长，并且可旋转地固定配置于所述供给臂的自由端。2.如权利要求1所述的晶圆竖直旋转处理装置，其特征在于，在晶圆清洗过程中，喷淋杆工作以对晶圆表面进行冲洗；在晶圆干燥过程中，喷淋杆不工作，第一喷射组件和第二喷射组件配合工作以进行马兰戈尼干燥。3.如权利要求1所述的晶圆竖直旋转处理装置，其特征在于，所述喷淋杆平行于第一摆臂和第二摆臂。4.如权利要求1所述的晶圆竖直旋转处理装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹自立，李灯，刘健，李长坤，赵德文，
申请(专利权)人：华海清科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：