[发明专利]用于可移动兆声晶圆喷头的装置和方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及半导体领域，更具体地来说，涉及晶圆喷头(nozzle，探针)装置和方法。

背景技术

对于当前先进的半导体工艺的共同要求是晶圆冲洗和清洗工艺。在加工的不同阶段实施晶圆的冲洗或清洗，以及可以去除由先前工艺所留下的颗粒或残留物。例如，可以清洗诸如介电层的图案化薄膜，以去除颗粒。虽然在过去的几代半导体工具中，可以使用批处理冲洗站，该冲洗站通过喷射或浸渍技术将去离子水(DIW)或其他清洁剂施加给配置在船型容器或载具中的大量晶圆，但是，最近，已经使用单个晶圆清洗站。当晶圆尺寸增加至当前的300毫米(12英寸)和未来的450毫米(18英寸)大小时，单个晶圆工具的使用变得甚至变得更流行。

在当前的单个晶圆清洗工具中，例如，通过有源面朝上可以将晶圆安装在压盘或卡盘中，并且喷嘴可以在压力下施加去离子水(DIW)或其他清洁溶液或溶剂。喷嘴可以穿过晶圆移动。例如，如果晶圆围绕中心轴转动，则喷嘴可以沿晶圆的一半或者整个的晶圆线性移动，从而使喷嘴能够喷射整个晶圆表面。喷嘴相对于晶圆表面移动的速度是喷嘴“扫描速度”。然而，例如，使用通过移动的喷嘴喷射在晶圆表面上的喷雾剂(aerosol)和DIW所提供的压力可能损害晶圆。在某些系统中，可以控制喷嘴压力以及可以提高和降低喷嘴压力。然而，即使使用低压，脱离喷嘴的“离群(outlier)”液滴仍然可以以比预想的更大的速度冲击晶圆表面，从而可能导致图案破坏。这些快速移动的离群液滴可以将其动能传递给松散颗粒，当这些离群液滴远离晶圆表面移动时候，可能会和图案的一部分发生碰撞并损害该图案。可以使用较低的喷嘴喷射压力，以避免这种损害，但是这种降低的压力会导致较低的颗粒去除效率。即，在传统的晶圆清洗工具中，在喷射DIW的速度或喷嘴压力和所获得的颗粒去除效率(“PRE”)之间存在折中。

因此，存在对于具有高颗粒去除效率而没有当前使用已知方法所经历的缺点的清洗晶圆的装置和方法的持续性需求。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的技术问题，根据本发明的一方面，提供了一种方法，包括：将可移动喷头置于晶圆表面上方，所述可移动喷头具有暴露所述晶圆表面的一部分的开放底部；通过所述可移动喷头的所述开放底部将液体施加在所述晶圆表面上方；以及以预定的扫描速度移动所述可移动喷头从而穿过所述晶圆表面，在所述晶圆表面上方移动的同时将所述液体施加在所述晶圆表面上。

该方法进一步包括：将换能器设置在所述可移动喷头内；以及在所述晶圆表面上方移动所述可移动喷头的同时，将声能施加给所述晶圆表面位于所述可移动喷头的所述底部下方的部分。

在该方法中，所述可移动喷头具有中间部分，用于将所述液体施给所述晶圆表面，所述液体沿所述晶圆表面流动，以及通过所述可移动喷头的外部的排出端口从所述晶圆表面不断去除所述液体。

在该方法中，施加所述液体进一步包括：施加去离子水。

在该方法中，施加所述液体进一步包括：施加选自基本上由去离子水、氢氧化氨-过氧化氢、溶解气、溶剂、以及表面活性剂所组成的组中的一个。

在该方法中，移动所述可移动喷头进一步包括：在线性方向上移动所述可移动喷头，同时所述晶圆围绕中心轴旋转。

在该方法中，移动所述可移动喷头包括：在线性方向上移动所述晶圆，同时所述晶圆旋转并且所述可移动喷头保持静止。

在该方法中，移动所述可移动喷头包括：在至少两个方向上移动所述可移动喷头，同时所述晶圆保持静止，从而扫描所述整个晶圆表面。

该方法进一步包括：将液体施加给与所述晶圆表面相反的晶圆背面，所述液体选自基本上由去离子水、清洁剂、溶剂、溶解气、以及表面活性剂所组成的组中的一个。

在该方法中，施加所述声能包括：施加频率在500kHz和1000kHz之间的能量。

在该方法中，施加所述声能包括：施加大于500kHz并小于20MHz的能量。

根据本发明的另一方面，提供了一种装置，包括：可移动晶圆喷头，包括：换能器，被设置在形成浸渍罩的主体内，所述主体具有围绕所述换能器的侧面并且具有被配置成置于晶圆表面上方的开放底部；液体输入端口，用于接收要施加给位于开放底部处的所述晶圆表面的液体；以及液体排出端，用于通过所述开放底部去除来自所述晶圆表面的液体。

在该装置中，所述换能器具有中间开口，所述中间开口形成所述液体输入端口的一部分。