[发明专利]一种循环液体式吸头，及其用于去除晶圆中微粒的方法

说明书

本发明公开了一种循环液体式吸头，及其用于清洗晶圆中微粒的方法，循环液体式吸头包括喷嘴和吸嘴，将所述循环液体式吸头的吸嘴和环形喷嘴的开口垂直对准晶圆表面，沿晶圆表面图案方向扫描，过程中，环形喷嘴不断将清洗液喷洒在晶圆表面，紧接着，在外侧压力的作用下，吸嘴将清洗液吸走，由清洗液浸润的微粒随之去除，清洗过程中，移动循环液体式吸头或移动晶圆，实现循环液体式吸头对整个晶圆表面的扫描，该方法能避免将微粒冲入图案中，同时有效地将嵌入在图案中的微粒吸出，也不会在水平方向上对图案造成刮伤，对整个晶圆表面的清洗效果相同。

技术领域：

本发明属于半导体器件技术领域，具体涉及一种循环液体式吸头，及其用于去除晶圆中微粒的方法。

背景技术：

晶圆清洗是晶圆制造过程中一个重要工序，主要是为了去除附着在晶圆表面的有机化合物、金属杂质或微粒(particle)。晶圆清洗的技术及洁净度关系到晶片成品率、器件的品质及可靠性。一般来说，晶圆清洗可以分为湿法清洗和干法清洗。干法清洗使用气相化学物，一般通过提供激发能量促进化学反应进行经验清洗，其中能量可以以热、等离子或是辐射等形态提供。而常用的湿法清洗则使用液态化学品，例如溶剂、酸、接口活性剂及水，以喷洒、刷洗、氧化、刻蚀等方法去除污染物。在使用各种化学品以后通常还需要经过超高纯水的润湿清洗。

微粒的附着会影响微影工艺图案转移的真实性，甚至造成电路结构的短路。特别是随着线宽的逐渐减小，各种分子微粒和原子微粒对集成电路造成的影响越来越大。在晶圆清洗过程中，微粒的去除是最重要的，也是最困难的工作。清洗过程中要考虑减少诱发性的微粒来源，同时也要减少自发性的微粒。图1中的擦洗器是一种常用的清洗设备100，其包括旋转托盘(图中未画出)、喷头101和摇摆杆102，喷头101固定在摇摆杆102一端，且其开口朝向晶圆103表面。将晶圆103固定在旋转托盘上，晶圆103随旋转托盘转动，与此同时，摇摆杆102带动喷头101沿着过晶圆103圆心的圆弧来回摆动，喷头101将水喷出，水流沿晶圆103表面流动，将微粒冲走。该装置虽然能够去除大部分的微粒，取得一定的成效，但当水流平行于晶圆表面流动冲洗时，在图案上表面粒径较小的微粒容易被冲入到图案当中，成为嵌入图案中的微粒，而嵌入在图案(pattern)中的微粒难以再被冲出带走，冲洗过程中若旋转托盘转速过快或者增加水流速度，可能会刮伤图案，更为重要的一点是，旋转式冲洗过程，会在晶圆表面形成图2所示的线状旋转的特殊图案(line shape special map)。鉴于此，有必要设计一种新型的能够有效去除晶圆中微粒的方法。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求一种负压式去除晶圆中微粒的方法，其解决了现有清洗方法，在清洗的过程中，容易形成线状旋转的特殊图案，以及嵌入在图案中的微粒难以去除的问题，提高晶圆表面微粒的去除率，最终达到提高晶圆制造良率的目的。

为了实现上述目的，本发明涉及的一种用于晶圆清洗的循环液体式吸头，包括喷嘴和吸嘴，所述喷嘴不断向晶圆表面喷出液体，液体与微粒相互作用，紧接着，在外侧压力的作用下，所述吸嘴将喷出的液体吸走。

优选地，吸嘴位于中心，环状的喷嘴环形围绕在吸嘴外侧，构成一体式结构的循环液体式吸头。

本发明涉及的一种负压式清洗晶圆中微粒的方法，将所述循环液体式吸头的吸嘴和环形喷嘴的开口垂直对准晶圆表面，并沿晶圆表面图案方向扫描，过程中，环形喷嘴不断将清洗液喷洒在晶圆表面，紧接着，在外侧压力的作用下，吸嘴将清洗液吸走，由清洗液浸润的微粒随之去除。清洗过程中，移动循环液体式吸头或移动晶圆，实现循环液体式吸头对整个晶圆表面的扫描。该方法能有效地吸走晶圆表面或嵌入图案中的微粒。

优选地，环形喷嘴和吸嘴在另一端相连通，实现清洗液的循环利用。

优选地，在循环液体式吸头开始工作之前，确定清洗策略，具体包括以下步骤：

(1)晶圆检测系统通过检测出晶圆中微粒坐标，得到晶圆上微粒数和分布，然后将微粒坐标导入垂直清洗系统；