改进内部晶圆温度分布的装置制造方法及图纸

一些实施例涉及在晶圆清洁工具中提供均匀的晶圆温度分布而不在晶圆上引入不想要的颗粒的方法和装置。在一些实施例中，本发明专利技术的晶圆清洁工具具有被配置成用于容纳半导体晶圆的加工室。分配臂为半导体晶圆提供高温清洁溶液。加热杯在环绕半导体晶圆的周边的位置处设置在加工室内。加热杯产生热，该热使半导体晶圆的外边缘的温度升高的量大于半导体晶圆的中心的温度升高的量，从而使半导体晶圆的内部温度分布变均匀。本发明专利技术还提供了改进内部晶圆温度分布的装置。

【技术实现步骤摘要】
改进内部晶圆温度分布的装置
本专利技术一般地涉及半导体
，更具体地，涉及晶圆清洁装置。
技术介绍
半导体晶圆清洁广泛用于半导体加工中。例如，用于集成芯片制造的许多工艺(例如，沉积工艺、蚀刻工艺等)在半导体晶圆上留下残余物。如果不去除残余物，则残余物会污染半导体晶圆上的器件从而导致半导体晶圆上的集成芯片的失灵。在最近的技术节点(例如28nm、22nm等)中，为了从晶圆表面去除污染颗粒，半导体产业已经越来越多地用单晶圆清洁工具代替大批量(即湿式工作台)清洁系统。单晶圆清洁工具被配置为在给定的时间实施单个半导体晶圆的湿式清洁工艺。利用单个晶圆清洁工具实现在湿式清洁溶液中的更好工艺控制，从而改进颗粒去除效率(PRE)和增加产量。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本专利技术的一方面，提供了一种晶圆清洁工具，包括:加工室，被配置成容纳半导体晶圆；分配臂，被配置成为所述半导体晶圆提供高温清洁溶液；以及加热杯，在所述加工室内设置在环绕所述半导体晶圆的周边的位置处，并且被配置成产生热，所述热使所述半导体晶圆的外边缘的温度升高的量大于所述半导体晶圆的中心的温度升高的量。在该晶圆清洁工具中，所述加热杯从所述半导体晶圆之上的上部位置延伸至所述半导体晶圆之下的下部位置，以及所述加热杯在所述半导体晶圆之上是开口的以防止所述加热杯延伸至所述半导体晶圆之上的位置。在该晶圆清洁工具中，所述加热杯在所述半导体晶圆之下是开口的以防止所述加热杯延伸至所述半导体晶圆之下的位置。该晶圆清洁工具还包括:电源，与所述加热杯电连接并且被配置成为所述加热杯提供电流，所述加热杯被配置成一旦接收到所述电流就产生所述热。在该晶圆清洁工具中，所述高温清洁溶液的温度大于或等于60°C。在该晶圆清洁工具中，所述加热杯包括:加热元件，被配置成用于产生热；以及非腐蚀性材料，具有高导热性并被配置成包围所述加热元件。在该晶圆清洁工具中，所述非腐蚀性材料包括石英或特氟纶。[0011 ] 在该晶圆清洁工具中，所述加热元件包括加热线圈，所述加热线圈位于所述非腐蚀性材料中的空腔内。在该晶圆清洁工具中，所述高温清洁溶液包括以下溶液中的一种或多种:氢氧化铵、过氧化氢和水(nh4oh/h2o2/h2o，nh4oh/h2o)的混合物；HPM溶液(HC1/H202/H20);盐酸和水的混合物(HCVH2O);食人鱼洗液(H2S04/H202);硝酸和水的混合物(ΗΝ03/Η20);硝酸、盐酸和水的混合物(HN03/HC1/H20);四甲基氢氧化铵(TMAH);磷酸和水的混合物(H3PO4/H2O);氢氟酸、硝酸和丙酸的混合物(HF/HN03/C2H5C00H);氢氟酸、磷酸和丙酸的混合物(HF/H3P04/C2H5C00H);有机溶剂(ACT690)。在该晶圆清洁工具中，所述加热杯沿着所述半导体晶圆的周边与所述半导体晶圆间隔基本上相等的距离。根据本专利技术的另一方面，提供了一种单晶圆清洁工具，包括:加工室，具有被配置成容纳半导体晶圆的杯状壳体；分配臂，被配置成为所述半导体晶圆提供高温清洁溶液；以及加热杯，在所述加工室内设置在环绕所述半导体晶圆的周边的位置处，并且具有位于所述半导体晶圆之上的开口，所述开口防止所述加热杯延伸至所述半导体晶圆之上的位置；其中，所述加热杯被配置成产生热，所述热使所述半导体晶圆的外边缘的温度升高的量大于所述半导体晶圆的中心的温度升高的量。在该晶圆清洁工具中，所述高温清洁溶液的温度大于或等于60°C。在该晶圆清洁工具中，所述加热杯包括:加热元件，被配置成用于产生热；以及非腐蚀性材料，具有高导热性并被配置成用于包围所述加热元件。在该晶圆清洁工具中，所述非腐蚀性材料包括石英或特氟纶。在该晶圆清洁工具中，所述高温清洁溶液包括以下溶液中的一种或多种:氢氧化铵、过氧化氢和水(nh4oh/h2o2/h2o，nh4oh/h2o)的混合物；HPM溶液(HC1/H202/H20);盐酸和水的混合物(HCVH2O);食人鱼洗液(H2S04/H202);硝酸和水的混合物(ΗΝ03/Η20);硝酸、盐酸和水的混合物(HN03/HC1/H20);四甲基氢氧化铵(TMAH);磷酸和水的混合物(H3PO4/H2O);氢氟酸、硝酸和丙酸的混合物(HF/HN03/C2H5C00H);氢氟酸、磷酸和丙酸的混合物(HF/H3P04/C2H5C00H);有机溶剂(ACT690)。在该晶圆清洁工具中，所述加热杯与所述杯状壳体同轴。根据本专利技术的又一方面，提供了一种在晶圆清洁过程中改进内部晶圆温度分布的均匀性的方法，包括:在单晶圆清洁工具内提供半导体晶圆，所述单晶圆清洁工具具有环绕所述半导体晶圆的周边设置的加热杯；对所述半导体晶圆施加高温清洁溶液；以及向所述加热杯提供电流，其中，所述电流使所述加热杯产生热辐射，所述热辐射使所述半导体晶圆的外边缘的温度升高的量大于晶圆中心的温度升高的量，从而导致在整个所述半导体晶圆上提供均匀的温度。在该方法中，所述高温清洁溶液的温度大于或等于60°C。在该方法中，所述加热杯包括:加热元件，被配置成用于产生热；以及非腐蚀性材料，具有高导热性并被配置成用于包围所述加热元件。在该方法中，所述高温清洁溶液包括以下溶液中的一种或多种:氢氧化铵、过氧化氢、和水(nh4oh/h2o2/h2o，nh4oh/h2o)的混合物；HPM溶液(HC1/H202/H20);盐酸和水的混合物(HCVH2O);食人鱼洗液(H2S04/H202);硝酸和水的混合物(ΗΝ03/Η20);硝酸、盐酸和水的混合物(HN03/HC1/H20);四甲基氢氧化铵(TMAH);磷酸和水的混合物(Η3Ρ04/Η20);氢氟酸、硝酸和丙酸的混合物(hf/hno3/c2h5cooh);氢氟酸、磷酸和丙酸的混合物(hf/h3po4/C2H5COOH);有机溶剂(ACT690)。【附图说明】图1A至图1C描绘被配置为实施湿式清洁工艺的单晶圆清洁工具。图2A示出框图，该框图示出本专利技术的具有加热杯的单晶圆清洁工具的截面图。图2B示出框图，该框图示出本专利技术的具有加热杯的单晶圆清洁工具的俯视图。图3是示出具有本专利技术的加热杯和不具有本专利技术的加热杯的晶圆温度分布的比较曲线图。图4示出本专利技术的具有加热杯的单晶圆清洁工具的一些更具体的实施例。图5示出本专利技术的具有加热杯的单晶圆清洁工具的一些可选实施例。图6是示出本专利技术的实施单晶圆清洁的方法的一些实施例的流程图。【具体实施方式】现在参照附图描述本专利技术，在通篇描述中，相同的参考数字用于表示相同的元件，并且所示出的结构不一定按照比例绘制。应该理解，该详细的说明书和相应的附图不以任何方式限制本专利技术的范围，该详细的说明书和附图仅提供一些实例以说明其中专利技术构思可以表明其本身的一些方式。图1A示出被配置为实施湿式清洁工艺的单晶圆清洁工具100。单晶圆清洁工具100包括加工室102，加工室102具有被配置为保持半导体晶圆106的晶圆夹104。分配臂108从供给罐110延伸至位于加工室102的顶部的开口的上方的位置。分配臂108被配置为用于将高温清洁溶液112分配至半导体晶圆106上。该高温清洁溶液112被配置为从半导体晶圆106去除残余物(例如有机污染物、金属污染物、光刻胶残余物等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶圆清洁工具，包括：加工室，被配置成容纳半导体晶圆；分配臂，被配置成为所述半导体晶圆提供高温清洁溶液；以及加热杯，在所述加工室内设置在环绕所述半导体晶圆的周边的位置处，并且被配置成产生热，所述热使所述半导体晶圆的外边缘的温度升高的量大于所述半导体晶圆的中心的温度升高的量。

【技术特征摘要】
2013.02.08 US 13/762,5001.一种晶圆清洁工具，包括: 加工室，被配置成容纳半导体晶圆； 分配臂，被配置成为所述半导体晶圆提供高温清洁溶液；以及 加热杯，在所述加工室内设置在环绕所述半导体晶圆的周边的位置处，并且被配置成产生热，所述热使所述半导体晶圆的外边缘的温度升高的量大于所述半导体晶圆的中心的温度升高的量。2.根据权利要求1所述的晶圆清洁工具，其中， 所述加热杯从所述半导体晶圆之上的上部位置延伸至所述半导体晶圆之下的下部位置，以及 所述加热杯在所述半导体晶圆之上是开口的以防止所述加热杯延伸至所述半导体晶圆之上的位置。3.根据权利要求2所述的晶圆清洁工具，其中，所述加热杯在所述半导体晶圆之下是开口的以防止所述加热杯延伸至所述半导体晶圆之下的位置。4.根据权利要求1所述的晶圆清洁工具，还包括: 电源，与所述加热杯电连接并且被配置成为所述加热杯提供电流，所述加热杯被配置成一旦接收到所述电流就产生所述热。5.根据权利要求1所述的晶圆清洁工具，其中，所述高温清洁溶液的温度大于或等于60。。。6.根据权利要求1所述的晶圆清洁工具，其中，所述加热杯包括: 加热元件，被配置成用于产...

【专利技术属性】
技术研发人员：许育嫣，古绍延，周俊利，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71