蒸汽辅助的单基板清洁工艺和设备制造技术

本公开内容涉及一种用于清洁基板的方法和设备。所述方法包括：旋转设置在基板支撑件上的基板；和通过正面喷嘴组件使用蒸汽喷涂所述基板的正面。通过背面分配器组件使用蒸汽喷涂所述基板的背面。将经加热的化学品分配到所述基板的所述正面之上。述基板的所述正面之上。述基板的所述正面之上。

【技术实现步骤摘要】
蒸汽辅助的单基板清洁工艺和设备

技术介绍


[0001]本公开内容的实施例总体涉及基板处理，并且更具体地涉及基板处理工具及其方法。
[0002]相关技术的描述
[0003]集成电路典型地通过在硅基板上顺序地沉积导电层、半导体层或绝缘层来形成在基板上。制造包括众多工艺，其中在可完成器件形成之前在各个阶段上清洁基板的表面。一种用于清洁基板的常用方法称为“旋转清洁”。尽管常规的旋转清洁工艺去除了工艺残留物和污染物，但是使用了大量清洁溶液和能量来实现充分清洁，并且还可能在基板干燥期间引起腐蚀。
[0004]因此，需要一种能够在处理的各个阶段上高效地清洁基板而基本上不造成腐蚀的方法和设备。

技术实现思路

[0005]在一个实施例中，提供了一种清洁基板的方法。所述方法包括：旋转设置在基板支撑件上的基板；和通过正面喷嘴组件使用蒸汽喷涂所述基板的正面。通过背面分配器组件使用蒸汽喷涂所述基板的背面。将经加热的化学品分配到所述基板的所述正面之上。
[0006]在另一个实施例中，提供了一种用于清洁基板的设备。所述设备包括腔室，所述腔室具有设置在其中的基板支撑件。使用点化学品加热和分配喷嘴(例如，POU喷嘴)设置在所述基板支撑件上方，并且所述POU喷嘴包括被配置为耦接到流体源的第一导管和被配置为耦接到氮气源的第二导管。正面喷嘴组件设置在所述基板支撑件上方，所述正面喷嘴组件被配置为耦接到第一蒸汽源和第一去离子水(DIW)源。背面分配器组件设置在所述基板支撑件下方，所述背面分配器组件被配置为耦接到第二蒸汽源和第二DIW源。
[0007]在又一个实施例中，提供了一种处理基板的方法。所述方法包括使用化学机械平面化(CMP)工艺抛光基板。在抛光所述基板之后，所述基板设置在基板支撑件上并且在所述基板支撑件上旋转。通过正面喷嘴组件使用蒸汽加热所述基板的正面，并且通过背面分配器组件使用蒸汽加热所述基板的背面。所述方法包括将经加热的化学品分配到所述基板的所述正面之上。使用溶解有二氧化碳的DIW和蒸汽冲洗所述基板的所述正面和所述背面。通过使氮气在所述基板的所述正面之上流动并使干燥流体流动来干燥所述基板。
附图说明
[0008]为了可详细地理解本公开内容的上述特征，可参考实施例来得到以上简要地概述的本公开内容的更特别的描述，实施例中的一些示出在附图中。然而，需注意，附图仅仅示出了示例性实施例，并且因此不应当被视为对其范围的限制，并且本公开内容可允许其他等效实施例。
[0009]图1是根据一个实施例的包括基板支撑件、背板和分配组件的基板处理设备的示意性剖视图。
[0010]图2是根据一个实施例的在背板上具有多个孔的基板处理设备的示意性剖视图。
[0011]图3是根据一个实施例的用于处理基板的方法的工艺流程图。
[0012]为了促成理解，已经尽可能使用相同的附图标记标示各图共有的相同要素。设想的是，实施例的要素和特征可有益地结合在其他实施例中，而无需进一步陈述。
具体实施方式
[0013]本公开内容涉及一种用于使用单程清洁工艺清洁基板的设备和方法。常规的单程清洁工艺不能将基板温度升高到足以实现有效且经济的清洁。此外，其他常规的基板清洁包括用于单个或多个基板的热化学浴，这可能造成交叉污染，导致分解，并且需要密切监测以维持化学浓度和水平。本文描述的设备和方法使用蒸汽加热基板的正面、背面或两面，使用兆声或蒸汽射流搅拌，并且在基板表面之上分配使用点溶剂或清洁化学品以进行有效清洁。使用减少污染和腐蚀的工艺冲洗和干燥基板。本文描述的设备和清洁方法可用于基板的线前端(FEOL)和线后端(BEOL)后化学机械平面化。包括集成在电路中的金属材料的抛光BEOL基板可能暴露在化学溶液中。因此，为了防止在清洁和冲洗基板期间基板上的集成电路中的暴露的金属材料腐蚀，使用溶解有二氧化碳的DIW和蒸汽冲洗基板，并且通过使氮气在基板的正面之上流动并使干燥流体流动来干燥基板。
[0014]图1描绘了包括基板支撑件104、背板105和清洁分配组件的基板处理设备100的示意性剖视图。如本文进一步描述的，基板支撑件104能够旋转。背板105可以是可竖直地移动的或固定的。
[0015]使用点化学品加热和分配喷嘴(例如，POU喷嘴)106设置在设置于基板支撑件104上的基板102上方。POU喷嘴106喷涂雾化化学品小滴108以从基板102主动地去除颗粒或污染物而不损坏基板102的表面特征。POU喷嘴106在基板102上方沿平面轴线110移动。在操作中，POU喷嘴106在基板的中心区域和第一边缘区域之间扫掠。在一些实施例中，微滴以基本上均匀的分布喷涂在基板102的正面102a周围。POU喷嘴106包括耦接到热交换器116的第一导管107。热交换器116耦接到蒸汽源124和流体源118。流体源118是去离子水(DIW)和/或清洁化学品源。来自流体源118的流体被来自蒸汽源124的蒸汽加热以形成经加热的流体(例如，经加热的化学品)。第二导管109耦接到POU喷嘴106和氮气源122。在操作中，氮气使经加热的流体雾化并喷涂在基板102的正面102a上(例如，雾化化学品小滴108)。在一些实施例中，来自清洁源的清洁化学品是DIW、氢氧化铵、过氧化氢、氢氟酸、盐酸、硫酸或它们的组合。POU喷嘴106是小容积分配器，诸如雾化器，其分配约90mL/分钟诸如约20mL至约30mL的清洁化学品。POU喷嘴106提供对基板的良好表面覆盖以使用少量化学品清洁基板。
[0016]正面喷嘴组件112设置在设置在基板支撑件104上的基板102之上(例如，偏离基板的中心)并且能够用射流114将去离子水(DIW)和/或蒸汽喷涂在基板102的正面102a之上。在一些实施例中，正面喷嘴组件112在基板102的正面102a之上释放蒸汽以加热基板102。在一些实施例中，正面喷嘴组件112释放DIW以冲洗基板102的正面102a。在操作中，基板102以约10rpm至约1000rpm、诸如约500rpm至约900rpm旋转。正面喷嘴组件112能够在基板的中心与基板的边缘之间的方向上在基板上方沿平面轴线移动。正面喷嘴组件112能够以约
800ml/分钟至约2000ml/分钟的冲洗流率分配DIW。
[0017]背面分配器组件126设置在基板102下方(例如，在基板下方居中)并且能够将去离子水(DIW)和/或蒸汽注入在基板102的背面102b之上。流体通过背面分配器组件126的支撑液体通道125注入，支撑液体通道125延伸穿过背板105的中心部分。在一些实施例中，背面分配器组件126在基板102的背面102b之上释放蒸汽以加热基板102。在一些实施例中，背面分配器组件126释放DIW以冲洗基板102的背面102b。在操作中，当基板102旋转时，来自背面分配器组件126的流体被引导至基板102的背面102b的中心。在可与本文描述的其他实施例结合的一些实施例中，流体从背面分配器组件126通过单个中心孔口分配。
[0018]一个或多个压电换能器128嵌入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种清洁基板的方法，包括：旋转设置在基板支撑件上的基板；通过正面喷嘴组件使用蒸汽喷涂所述基板的正面；通过背面分配器组件使用蒸汽喷涂所述基板的背面；和将经加热的化学品分配到所述基板的所述正面之上。2.如权利要求1所述的方法，其中喷涂所述基板的所述正面包括在所述基板支撑件上方应用顶喷涂喷嘴。3.如权利要求1所述的方法，其中将所述经加热的化学品分配到所述基板的所述正面之上包括使所述经加热的化学品和氮气在化学品加热和分配喷嘴(POU喷嘴)中混合，其中所述POU喷嘴能在所述基板的中心与所述基板的外周边之间移动。4.如权利要求3所述的方法，其中所述POU喷嘴包括：第一导管，所述第一导管耦接到热交换器，其中所述热交换器耦接到蒸汽源和清洁化学品源，其中所述热交换器将经加热的化学品源释放到所述POU喷嘴的所述第一导管中；和第二导管，所述第二导管耦接到氮气源。5.如权利要求1所述的方法，其中喷涂所述基板的所述背面包括通过设置在所述基板下方的背板的中心开口释放蒸汽。6.如权利要求1所述的方法，进一步包括：通过所述正面喷嘴组件使用去离子水(DIW)冲洗所述基板的顶面；和通过所述背面分配器组件使用DIW冲洗所述基板的所述背面。7.如权利要求6所述的方法，其中冲洗所述基板的所述背面和所述正面包括用蒸汽和DIW喷涂所述背面和所述正面。8.如权利要求1所述的方法，其中喷涂所述基板的所述正面和所述背面包括将所述基板加热到约90℃和约140℃的温度。9.如权利要求1所述的方法，其中喷涂所述基板的所述背面包括通过背板的多个穿孔释放蒸汽。10.如权利要求1所述的方法，进一步包括将兆声能量施加到所述基板，其中一个或多个振动换能器元件设置在背板内。11.如权利要求1所述的方法，其中分配所述经加热的化学品包括分配约20mL至约50mL的化学品以覆盖所述基板的所述正面。12.如权利要求1所述的方法，进一步包括通过在约25℃至约40℃的基板温度下分配异丙醇(...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐建设，鲁伟，吴昊晟，关根健人，张寿松，H，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：