[发明专利]清洁半导体晶片的方法和装置

说明书

发明领域

本发明涉及一种清洁半导体基材的方法和装置。更具体地说，涉及采 用结合或不结合超声波及兆声波器件的旋转板来提高去处颗粒和污染物的 效率，同时实现对于半导体基材结构的最小损伤。

背景技术

半导体器件是在半导体基材上使用数个不同处理工序制造，以构成晶 体管和互联元件。为把晶体管终端电连接到半导体基材，导电的(例如， 金属的)沟道、通孔以及类似的结构会在电介质材料中形成，并作为半导 体器件的组成部分。所述沟道以及通孔把在晶体管、半导体器件的内部电 路、以及半导体器件的外部电路之间的电信号和电源连接到半导体器件中。

为形成互联元件，半导体基材可能经过下列的操作：例如，掩膜 (masking)、刻蚀(etching)和沉积步骤从而形成所需要的半导体器件 的电子电路。特别的，多重掩膜和等离子刻蚀步骤可被用于在半导体基材 上的电介质层内形成一凹陷区域图形，用作互连结构的沟道和通孔。为了 除去刻蚀后留在沟道和通孔内的颗粒和污染物或光刻胶灰，就需要一个湿 清洁步骤。尤其是当器件制造水平进步到65纳米尺寸或更小的时候，沟道 和通孔的侧壁损伤对维持关键尺寸是至关重要的。为了减少或消除侧壁损 伤，重要的是使用温和的、经稀释的化学物质，或有时仅仅使用去离子的 基材。然而，经稀释的化学物质或去离子的基材通常对去除沟道和通孔内 的颗粒不是很有效。因此需要使用类似超声波和兆声波这样的机械力来有 效地去处颗粒。超声波和兆声波可把机械力施加到诸如沟道和通孔的基材 结构中，功率强度和功率分配是控制机械力处于破坏限度之内同时有效去 除颗粒的关键参数。

用兆声波能量结合喷嘴清洁半导体基材已经在US 4,326,553中被揭 示。流体被加压同时通过一兆声波换能器把兆声波能量施加到流体中。喷 嘴的形状用于提供以兆声波频率振动的带状喷射清洁液并撞击在表面上。

US 6,039,059中揭示了一能量源振动一长型的探针，所述探针将声波 能量发送到流体中。在一种设计中，流体被喷射到基材的两个表面，而探 针位于接近基材的上表面的位置。在另一种设计中，一短探针的端面位于 接近基材表面的位置，当基材旋转的时候，该探针在基材表面上移动。

US 6,843,257B2揭示了一能量源振动一杆，该杆绕着与基材表面平 行的轴旋转。该杆的表面刻蚀有弯曲的槽，例如螺旋槽。需要一种更好的 清洁方法，可高效且低机械损害地清洁在基材表面或基材上的颗粒和污染 物。

发明内容

本发明的一实施例揭示了位于接近基材表面的板。所述板可平行于基 材表面移动。所述板围绕着垂直于基材或基地表面的轴旋转。

本发明的另一实施例揭示了由超声波或兆声波换能器振动的板。所述 板可平行于基材表面移动。所述板围绕着垂直于基材或基地表面的轴旋转。

本发明的另一实施例揭示了由超声波或兆声波换能器振动的板。该板 的面向基材表面的旋转表面具有凹槽、规则图形或者不规则图形，以提高 清洁效率。所述板可平行于基材表面移动。所述板围绕着垂直于基材或基 地表面的轴旋转。

本发明的另一实施例揭示了由超声波或兆声波换能器振动的板。该旋 转板具有可将清洁性化学物质或去离子水传送到基材表面上的孔。所述板 可平行于基材表面移动。所述板围绕着垂直于基材或基地表面的轴旋转。

附图简述

图1A-B描述了基材清洁设备的一示例实施例；

图2A-D描述了基材清洁步骤地一示例实施例；

图3描述了基材清洁设备的另一示例实施例；

图4描述了基材清洁设备的另一示例实施例；

图5A-5B描述了基材清洁设备的另一示例实施例；

图6A-6B描述了基材清洁设备的另一示例实施例；

图7A-7B描述了基材清洁设备的另一示例实施例；

图8A-8B描述了基材清洁设备的另一示例实施例；

图9A-9B描述了基材清洁设备的另一示例实施例；

图10A-10B描述了基材清洁设备的另一示例实施例；

图11A-11B描述了基材清洁设备的另一示例实施例；

图12A-12B描述了基材清洁设备的另一示例实施例；

图13A-13B描述了基材清洁设备的另一示例实施例；

图14A-14B描述了基材清洁设备的另一示例实施例；