本发明专利技术揭示了一种加工半导体结构的装置，包括第一机械手、晶圆缓存台、第二机械手、膜厚测量装置、电化学抛光腔、清洗腔、预加热腔、第三机械手、干法气相刻蚀腔及后冷却腔。第一机械手在晶圆缓存台、预加热腔及后冷却腔之间传送晶圆；晶圆缓存台放置晶圆；第二机械手在晶圆缓存台、膜厚测量装置、电化学抛光腔及清洗腔之间传送晶圆；膜厚测量装置寻找晶圆上的缺口并测量晶圆上金属层的厚度；电化学抛光腔电化学抛光晶圆；清洗腔清洗和干燥晶圆；预加热腔加热晶圆；第三机械手在预加热腔、干法气相刻蚀腔及后冷却腔之间传送晶圆；干法气相刻蚀腔干法气相刻蚀晶圆；后冷却腔冷却晶圆。本发明专利技术的装置结构紧凑，占地面积小，工艺效率高，降低了加工半导体结构的成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体加工
，尤其涉及一种加工半导体结构的装置。
技术介绍
金属互连结构已广泛应用在半导体器件中。金属互连结构的形成过程包括在晶圆上沉积电介质层；刻蚀电介质层，形成沟槽等凹陷区域以构成图案；在凹陷区域内沉积阻挡层和金属，在沉积阻挡层和金属过程中，阻挡层和金属也会覆盖在非凹陷区域上；去除非凹陷区域上的阻挡层和金属，形成金属互连结构。随着半导体器件的特征尺寸不断缩小，互连RC延迟已成为制约半导体器件运行速度进一步提高的瓶颈。为了降低互连RC延迟，在工艺方面已逐渐用铜互连取代传统的铝互连，低K介电常数材料取代目前常用的二氧化硅。当铜与低K介电常数材料用于形成金属互连结构时，去除非凹陷区域上的阻挡层和金属的传统方法即化学机械抛光已不再适用。电化学抛光成为了去除非凹陷区域上的金属的最优选择，且干法气相刻蚀非凹陷区域上的阻挡层也成为主流趋势。目前，用于去除非凹陷区域上的金属的电化学抛光装置与用于去除非凹陷区域上的阻挡层的干法气相刻蚀装置为两个独立的机台，不仅占地面积较大，所需成本较高，而且工艺效率较低。为了降低生产工序中发生的成本，需要设计出最合理的设备布局来缩短搬运的距离和时间，提高设备的利用率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种加工半导体结构的装置，该装置结构紧凑，占地面积小，工艺效率高，降低了加工半导体结构的成本。为实现上述目的，本专利技术提出的加工半导体结构的装置，所述半导体结构包括形成在晶圆上的电介质层、位于电介质层上的阻挡层、位于阻挡层上的金属层，该半导体结构还包括形成在电介质层上的图案，图案内形成有所述阻挡层，所述金属层填充图案，其特征在于，该装置包括第一机械手、晶圆缓存台、第二机械手、膜厚测量装置、电化学抛光腔、清洗腔、预加热腔、第三机械手、干法气相刻蚀腔及后冷却腔，其中:第一机械手，在晶圆缓存台、预加热腔及后冷却腔之间传送晶圆；晶圆缓存台，放置晶圆；第二机械手，在晶圆缓存台、膜厚测量装置、电化学抛光腔及清洗腔之间传送晶圆；膜厚测量装置，寻找晶圆上的缺口并测量晶圆上金属层的厚度；电化学抛光腔，电化学抛光晶圆，去除晶圆上非凹陷区域上的金属层；清洗腔，清洗和干燥晶圆；预加热腔，加热晶圆；第三机械手，在预加热腔、干法气相刻蚀腔及后冷却腔之间传送晶圆；干法气相刻蚀腔，干法气相刻蚀晶圆，去除晶圆上非凹陷区域上的阻挡层；后冷却腔，冷却晶圆。在一个实施例中，第一机械手，将具有所述半导体结构的晶圆放置在晶圆缓存台上，从晶圆缓存台上取完成电化学抛光工艺以及清洗和干燥工艺后的晶圆并将晶圆传送至预加热腔，从后冷却腔取完成干法气相刻蚀工艺以及降温工艺的晶圆。在一个实施例中，第二机械手，从晶圆缓存台上取具有所述半导体结构的晶圆并将晶圆放置在膜厚测量装置上，从膜厚测量装置上取完成膜厚测量工艺的晶圆并将晶圆传送至电化学抛光腔，从电化学抛光腔取完成电化学抛光工艺的晶圆并将晶圆传送至清洗腔，从清洗腔取完成清洗和干燥工艺的晶圆并将晶圆放置在晶圆缓存台上。在一个实施例中，第三机械手，从预加热腔取完成加热工艺的晶圆并将晶圆传送至干法气相刻蚀腔，从干法气相刻蚀腔取完成干法气相刻蚀工艺的晶圆并将晶圆传送至后冷却腔。在一个实施例中，晶圆缓存台为可移动式晶圆缓存台，当第一机械手需要将晶圆放置在晶圆缓存台上或者第一机械手需要从晶圆缓存台上取晶圆时，该晶圆缓存台移动至靠近第一机械手的一侧。在一个实施例中，当第二机械手需要从晶圆缓存台上取晶圆或第二机械手需要将晶圆放置在晶圆缓存台上时，晶圆缓存台移动至靠近第二机械手的一侧。在一个实施例中，该装置分为干法区域和湿法区域，干法区域包括第一机械手、预加热腔、第三机械手、干法气相刻蚀腔及后冷却腔，湿法区域包括第二机械手、膜厚测量装置、电化学抛光腔及清洗腔，干法区域与湿法区域之间通过晶圆缓存台实现晶圆的传送。在一个实施例中，晶圆缓存台与膜厚测量装置层叠布置，预加热腔与后冷却腔层叠布置。在一个实施例中，膜厚测量装置采取非接触式测量晶圆上金属层的厚度。综上所述，本专利技术的加工半导体结构的装置将电化学抛光及干法气相刻蚀集成在一台装置中，在该台装置中，有效实现了晶圆非凹陷区域上的金属层的去除和阻挡层的去除，同时，在该台装置中还实现了干法工艺和湿法工艺分离。该装置结构紧凑，占地面积小，工艺效率高，降低了加工半导体结构的成本。【附图说明】图1揭示了本专利技术的加工半导体结构的装置的一实施例的结构俯视图。图2揭示了本专利技术的加工半导体结构的装置加工半导体结构的流程图。【具体实施方式】为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所达成目的及效果，下面将结合实施例并配合图式予以详细说明。参考图1所示，揭示了本专利技术的加工半导体结构的装置的一实施例的结构俯视图。该装置包括晶圆盒101、第一机械手(Rl) 102、晶圆缓存台103、第二机械手(R2) 104、膜厚测量装置105、电化学抛光腔106、清洗腔107、供电供气等辅助模块108、预加热腔109、第三机械手(R3) 110、干法气相刻蚀腔111及后冷却腔112。晶圆缓存台103与膜厚测量装置105层叠布置，预加热腔109与后冷却腔112层叠布置，因此，在图1中，晶圆缓存台103与膜厚测量装置105是重合的，预加热腔109与后冷却腔112是重合的。结合图2所示，图2揭示了本专利技术的加工半导体结构的装置加工半导体结构的流程图。晶圆盒101储存晶圆，晶圆上形成有半导体结构，该半导体结构包括形成在晶圆上的电介质层、位于电介质层上的阻挡层、位于阻挡层上的金属层、该半导体结构还包括形成在电介质层上的图案，图案内形成有阻挡层，金属层填充图案。第一机械手102从晶圆盒101中取出晶圆，并将晶圆放置在晶圆缓存台103上。晶圆缓存台103为可移动式的晶圆缓存台，当第一机械手102需要将晶圆放置在晶圆缓存台103上或者第一机械手102需要从晶圆缓存台103上取晶圆时，该晶圆缓存台103移动至靠近第一机械手102的一侧，这样可以缩短第一机械手102的手臂长度，降低成本的同时还能够减小该第一机械手102的占用空间，进而减小该装置的尺寸和占地面积。第二机械手104从晶圆缓存台103上取走晶圆，并将晶圆放置在膜厚测量装置105上。当第二机械手104需要从晶圆缓存台103上取晶圆或第二机械手104需要将晶圆放置在晶圆缓存台103上时，晶圆缓存台103移动至靠近第二机械手104的一侧，这样可以缩短第二机械手104的手臂长度，当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种加工半导体结构的装置，所述半导体结构包括形成在晶圆上的电介质层、位于电介质层上的阻挡层、位于阻挡层上的金属层，该半导体结构还包括形成在电介质层上的图案，图案内有所述阻挡层，所述金属层填充图案，其特征在于，该装置包括第一机械手、晶圆缓存台、第二机械手、膜厚测量装置、电化学抛光腔、清洗腔、预加热腔、第三机械手、干法气相刻蚀腔及后冷却腔，其中：第一机械手，在晶圆缓存台、预加热腔及后冷却腔之间传送晶圆；晶圆缓存台，放置晶圆；第二机械手，在晶圆缓存台、膜厚测量装置、电化学抛光腔及清洗腔之间传送晶圆；膜厚测量装置，寻找晶圆上的缺口并测量晶圆上金属层的厚度；电化学抛光腔，电化学抛光晶圆，去除晶圆上非凹陷区域上的金属层；清洗腔，清洗和干燥晶圆；预加热腔，加热晶圆；第三机械手，在预加热腔、干法气相刻蚀腔及后冷却腔之间传送晶圆；干法气相刻蚀腔，干法气相刻蚀晶圆，去除晶圆上非凹陷区域上的阻挡层；后冷却腔，冷却晶圆。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：金一诺，王坚，王晖，
申请(专利权)人：盛美半导体设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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