晶圆处理设备和半导体制造设备制造技术

本公开涉及晶圆处理设备和半导体制造设备。该晶圆处理设备包括：晶圆支撑器件，被构造成支撑所述晶圆；以及光源阵列，被定位在所述晶圆的支撑侧方向上，并且适于对所述晶圆进行光辐射加热；其中所述光源阵列被配置成向所述晶圆的位于所述支撑侧的表面投射用于所述光辐射加热的多个光斑，使得至少在所述晶圆的径向方向上的所有多个光斑彼此邻近且互不重叠。将会理解，以这种方式，可以使得晶圆至少在径向方向上的加热区分度变得更加清晰，从而有助于在诸如晶圆的干燥工艺中的温控空间分辨率的提高。的提高。的提高。

【技术实现步骤摘要】
晶圆处理设备和半导体制造设备


[0001]本公开涉及半导体制造领域，并且更具体地涉及一种晶圆处理设备和半导体制造设备。

技术介绍

[0002]湿法清洗和干燥工艺是半导体制造流程中的重要环节，对提升芯片性能和良率具有至关重要的影响。传统湿法清洗和干燥工艺的晶圆处理设备如图1所示。晶圆20
’
固定在可旋转卡盘10
’
上，并跟随卡盘10
’
转动。卡盘10
’
上方配置有干燥喷嘴21
’
、氮气喷嘴22
’
和药液喷嘴23
’
。化学药液从药液喷嘴23
’
中流出，在旋转卡盘10
’
的离心作用下，被均匀分配在晶圆20
’
表面，从而实现对晶圆20
’
的湿法清洗或刻蚀。干燥液体从干燥喷嘴21
’
中流出，将药液冲刷干净。氮气喷嘴22
’
喷出氮气，使干燥液体蒸发，实现对晶圆20
’
的干燥。
[0003]在摩尔定律的驱动下，芯片集成度不断提高，单个晶体管的特征尺寸不断缩小，器件结构的深宽比持续增大，给半导体制造流程中的湿法清洗和干燥工艺带来挑战。

技术实现思路

[0004]本公开的目的在于提供一种改进的晶圆处理设备，其至少可以提高晶圆的温控空间分辨率。
[0005]根据本公开的第一方面，提供了一种晶圆处理设备。该晶圆处理设备包括：晶圆支撑器件，被构造成支撑所述晶圆；以及光源阵列，被定位在所述晶圆的支撑侧方向上，并且适于对所述晶圆进行光辐射加热；其中所述光源阵列被配置成向所述晶圆的位于所述支撑侧的表面投射用于所述光辐射加热的多个光斑，使得至少在所述晶圆的径向方向上的所有多个光斑彼此邻近且互不重叠。
[0006]将会理解，以这种方式，可以使得晶圆至少在径向方向上的加热区分度变得更加清晰，从而有助于在诸如晶圆的干燥工艺中的温控空间分辨率的提高。
[0007]在一些实施例中，在所述晶圆的所述表面上的所述多个光斑形成多个同心环区域，所述多个同心环区域彼此邻近且互不重叠，所述多个同心环区域的共同圆心在所述晶圆的圆心处。以这种方式，可以允许以晶圆的同心环来实现对晶圆区域的温控。
[0008]在一些实施例中，任意两个相邻的同心环区域具有共享边界线，所述共享边界线分别与所述任意两个相邻的同心环区域内的光斑相切。将会理解，上述共享边界线可以形成以同心环区域进行温控的分界线。
[0009]在一些实施例中，每个同心环区域内的光斑以不重叠的方式来排布。在该些实施例中，晶圆在周向上的温控分辨率也可能有所提高。
[0010]在一些实施例中，随着所述同心环区域距离所述晶圆的圆心越远，所述同心环区域上所对应的光斑数目越多。以这种方式，光斑的数目可以与晶圆逐渐远离圆心的周向尺寸相适应。
[0011]在一些实施例中，所述多个光斑的形状和尺寸彼此相同。以这种方式，可以使得光
斑的排布更加容易。作为示例，光斑例如可以为圆形、椭圆形、方形等。
[0012]在一些实施例中，所述多个同心环区域的数目N＝R0/D0，其中R0为所述晶圆的半径，D0为所述光斑在所述晶圆的所述径向方向上的尺寸。以这种方式，可以容易地规划排布在晶圆径向方向上的光斑的数目。
[0013]在一些实施例中，每个同心环区域上的光斑的数目M＝2π/α，其中α为相邻光斑的各自中心在对应的同心环区域的圆周上的距离所对应的圆心角。以这种方式，可以容易地规划排布在晶圆周向方向上的光斑的数目。
[0014]在一些实施例中，所述光源阵列中的光源为激光二极管和平凸透镜的组合，其中每个激光二极管对应于一个平凸透镜，所述平凸透镜用于将来自所述激光二极管所发射的光转换为平行光束，而后投射至所述晶圆的所述表面上。在该些实施例中，激光二极管和平凸透镜的组合可以提供实现所期望的光斑的示例实现方式，与普通LED相比，激光二极管的会聚性更好，因此其可以更为容易地产生上述平行光束，同时可以使得光源阵列的结构更为紧凑。
[0015]在一些实施例中，所述光源阵列中的光源为LED或卤素灯与抛物面反射镜的组合，每个LED或卤素灯对应于一个抛物面反射镜，所述抛物面反射镜用于将来自所述LED或卤素灯的光转换为平行光束，而后投射至所述晶圆的所述表面上。在该些实施例中，LED或卤素灯与抛物面反射镜的组合可以提供实现所期望的光斑的又一示例实现方式，其中抛物面反射镜有助于产生以平行光束投射的光斑。
[0016]在一些实施例中，所述光源阵列中的光源为LED或卤素灯与高反射套筒的组合，每个LED或卤素灯对应于一个高反射套筒，来自所述LED或卤素灯的光经由在所述高反射套筒内的多次反射而被投射至所述晶圆的所述表面上。在该些实施例中，LED或卤素灯与高反射套筒的组合可以提供实现所期望的光斑的又一示例实现方式，其中高反射套筒也有助于产生以尺寸有所减少的光斑。
[0017]在一些实施例中，所述光源阵列中的光源的工作波长在600nm至1000nm的范围内。该波长范围可以有助于晶圆在干燥过程中的热量吸收。与冷白光相比，其可以提高热量吸收效率。
[0018]在一些实施例中，所述晶圆支撑器件是可旋转卡盘，并且被构造成允许所述晶圆随所述可旋转卡盘的旋转而旋转，所述光源阵列被配置成在所述可旋转卡盘的旋转过程中保持静止不动，并且向旋转的所述晶圆的所述表面投射所述多个光斑。在该些实施例中，可以在晶圆的旋转过程中，实现所述多个光斑的投射，并且有助于热量在晶圆的周向方向上的均匀分布。
[0019]在一些实施例中，该晶圆处理设备还包括控制器，其电连接至所述光源阵列，并且适于分组地控制所述多个光斑的光强，从而分区域地控制所述晶圆的温度。以这种方式，可以以分组控制光源阵列中的光源的方式来实现晶圆上的分区温控。
[0020]根据本公开的第二方面，提供了一种半导体制造设备。该半导体制造设备包括根据第一方面所述的晶圆处理设备。
[0021]还应当理解，
技术实现思路
部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开实施例的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
[0022]结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
[0023]图1示出了传统湿法清洗和干燥工艺所使用的晶圆处理设备；
[0024]图2示出了在干燥工艺中图案倒塌的机理；
[0025]图3示出了在干燥工艺中需要在晶圆上进行不同温控的三个不同温区的示意图；
[0026]图4示出了常规的用于晶圆干燥工艺的冷白光LED的光源阵列；
[0027]图5示出了根据本公开的示例实施例的晶圆处理设备的结构示意图；
[0028]图6示出了根据本公开的示例实施例的在晶圆的径向方向上的光斑分布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆处理设备(100)，其特征在于，包括：晶圆支撑器件(10)，被构造成支撑所述晶圆(20)；以及光源阵列(40)，被定位在所述晶圆(20)的支撑侧方向上，并且适于对所述晶圆(20)进行光辐射加热；其中所述光源阵列(40)被配置成向所述晶圆(20)的位于所述支撑侧的表面投射用于所述光辐射加热的多个光斑，使得至少在所述晶圆(20)的径向方向上的所有多个光斑彼此邻近且互不重叠。2.根据权利要求1所述的晶圆处理设备(100)，其特征在于，在所述晶圆(20)的所述表面上的所述多个光斑形成多个同心环区域(C1
‑
Cn)，所述多个同心环区域彼此邻近且互不重叠，所述多个同心环区域的共同圆心在所述晶圆的圆心处。3.根据权利要求2所述的晶圆处理设备(100)，其特征在于，任意两个相邻的同心环区域具有共享边界线，所述共享边界线分别与所述任意两个相邻的同心环区域内的光斑相切。4.根据权利要求2
‑
3中任一项所述的晶圆处理设备(100)，其特征在于，每个同心环区域内的光斑以不重叠的方式来排布。5.根据权利要求2
‑
4中任一项所述的晶圆处理设备(100)，其特征在于，随着所述同心环区域距离所述晶圆(20)的圆心越远，所述同心环区域上所对应的光斑数目越多。6.根据权利要求2
‑
5中任一项所述的晶圆处理设备(100)，其特征在于，所述多个光斑的形状和尺寸彼此相同。7.根据权利要求6所述的晶圆处理设备(100)，其特征在于，所述多个同心环区域(C1
‑
Cn)的数目N＝R0/D0，其中R0为所述晶圆(20)的半径，D0为所述光斑在所述晶圆(20)的所述径向方向上的尺寸。8.根据权利要求6所述的晶圆处理设备(100)，其特征在于，每个同心环区域上的光斑的数目M＝2π/α，其中α为相邻光斑的各自中心在对应的同心环区域的圆周上的距离所对应的圆心角。9.根据权利要求1
‑
8中任一项所述的晶圆处理设备(100)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛奔，王建军，罗丛德，张亮，徐振华，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：