專利名稱：用于集成電路硅片的電鍍設(shè)備的清洗槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于集成電路硅片的電鍍設(shè)備的清洗槽，屬于半導(dǎo)體技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著集成電路單個器件變得越來越小，且運行速度越來越快，傳統(tǒng)鋁制程已經(jīng) 無法滿足要求，因此，銅互連技術(shù)發(fā)展成為主流的半導(dǎo)體集成電路互連技術(shù)，而銅電鍍 工藝則勝過PVD、CVD等傳統(tǒng)成膜工藝，成為銅互連技術(shù)中制備銅膜的主要工藝。根據(jù)銅互連技術(shù)的要求，銅電鍍設(shè)備不僅要制備出具有超填充性能的均勻銅 膜，還要對電鍍后的硅片進(jìn)行邊緣銅和背面銅的清洗處理，以此來配合隨后的CMP工藝 并控制銅沾污。這是因為電鍍后的在硅片邊緣的銅膜容易脫落，造成在CMP研磨過程中 大面積銅膜被剝離的問題?，F(xiàn)有技術(shù)中，通常是將電鍍后的硅片置入清洗槽內(nèi)直接進(jìn)行去邊和背清洗處 理，清洗槽內(nèi)通過設(shè)置特殊形狀的防酸擋板來減少高速流動的腐蝕液因撞擊到擋板上而 發(fā)生反濺的可能性，該防酸擋板的形狀像倒置的漏斗，硅片置于“漏斗口”之內(nèi)。雖然大部分的腐蝕流會因撞擊到“漏斗口”而向下流動，但也有少量的支流會 濺起，加上高速腐蝕液流在撞擊擋板時所形成的酸霧，不可避免地在硅片的銅表面形成 腐蝕痕跡，造成缺陷。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)的集成電路硅片在電鍍后清洗過程中銅膜形成表面缺陷的技 術(shù)問題，有必要提供一種改進(jìn)的清洗槽，從而避免上述表面缺陷。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種用于集成電路硅片 的電鍍設(shè)備的清洗槽，包括形成清洗腔的槽體，用于夾持硅片且能夠旋轉(zhuǎn)的固定支架 系統(tǒng)，用于去除銅及其腐蝕液的清洗裝置，設(shè)置于該槽體內(nèi)的耐酸防護罩，特別的，所 述耐酸防護罩包括置于硅片上方的罩體，所述罩體具有與被防護的硅片的形狀以及尺寸 匹配的底部外側(cè)面。優(yōu)選的，該罩體為中空的圓筒形，該圓筒的底部外側(cè)面與被防護的硅片的尺寸 匹配。優(yōu)選的，該罩體的底部外側(cè)面直徑與被防護的硅片的直徑的偏差在士20毫米范 圍之內(nèi)。優(yōu)選的，該罩體的軸心與硅片的軸心重合。優(yōu)選的，該罩體上具有切口，清洗裝置穿過所述切口伸入罩體的內(nèi)部。優(yōu)選的，該罩體的底部外側(cè)面形成有集液槽。優(yōu)選的，所述耐酸防護罩還包括用于支撐所述罩體的固定支架、控制罩體和固 定支架整體上下運動的升降裝置。[0014]優(yōu)選的，該固定支架為三個，且在水平方向上相鄰的固定支架之間的角度為120度。優(yōu)選的，該固定支架直接連接在升降裝置上。優(yōu)選的，該升降裝置包括驅(qū)動電機，驅(qū)動電機控制罩體和固定支架整體上升和 下降。優(yōu)選的，在對硅片進(jìn)行去邊、背清洗處理時，該罩體底面至硅片正上方的高度 為1 8毫米。優(yōu)選的，該罩體還可以為其它形狀，例如上部直徑小、下部直徑大的階梯狀中 空圓筒，或者是倒置漏斗狀。由于上述技術(shù)方案的實施，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的集成電路硅片電鍍 后的清洗槽包括特制的耐酸防護罩的罩體，在硅片進(jìn)行去邊、背清洗處理時，將罩體置 于硅片正上方的恰當(dāng)高度，既不影響腐蝕流向外的飛行路徑，也可有效地阻止高速腐蝕 液因碰撞槽體而反濺到硅片表面，還能減少碰撞形成的酸霧擴散到硅片表面，此外，罩 體底部的集液槽可收集聚流而下的腐蝕液，使其不落在傳遞過程中的硅片表面。本實用 新型的集成電路硅片的電鍍設(shè)備的清洗槽能夠有效抑制反濺的腐蝕液和擴散的酸霧落在 硅片表面上形成缺陷。

通過附圖中所示的本實用新型的優(yōu)選實施例的更具體說明，本實用新型的上述 及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。 并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本實用新型的主旨。圖1是本實用新型較佳實施方式的用于集成電路硅片的電鍍設(shè)備的清洗槽的全 剖結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1所示的清洗槽的俯視圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面進(jìn)一步結(jié)合附圖對本 實用新型作詳細(xì)描述。請參閱圖1，圖1是本實用新型較佳實施方式的用于集成電路硅片的電鍍裝置的 清洗槽的全剖結(jié)構(gòu)示意圖。該清洗槽10用于集成電路硅片電鍍銅后的去邊、背清洗工 藝。該清洗槽10包括一槽體1、設(shè)置于該槽體1內(nèi)的固定支架系統(tǒng)2、用于去除銅及其 腐蝕液的清洗裝置和起到防酸保護作用的耐酸防護罩6。該槽體1圍合形成一清洗腔，清洗槽10的控制單元(圖中未表示)均安置在腔體 外部，而腔體內(nèi)所有裝置均為耐酸材質(zhì)，如聚四氟乙烯、全氟烷氧基和聚氯乙烯等。電 鍍后的集成電路硅片3夾持于固定支架系統(tǒng)2上，該硅片3正面朝上，通過四個正交夾具 將其固定。該固定支架系統(tǒng)2可帶動該硅片3高速旋轉(zhuǎn)，在工藝運行時使硅片3上的水流 沿半徑方向向外流動，并獲得均勻的清洗效果；而且該固定支架系統(tǒng)2還可達(dá)到2000 3000轉(zhuǎn)/秒的轉(zhuǎn)速，用于對該硅片3進(jìn)行高速甩干。所述清洗裝置包括位于硅片3下方的一套背清洗裝置以及位于硅片上方的第一清洗臂4、第二清洗臂5。所述背清洗裝置與固定支架系統(tǒng)2相互集成，該背清洗裝置 包括設(shè)置于固定支架系統(tǒng)2上且對應(yīng)于硅片3中部的第一噴管21、第二噴管22、第三噴 管23，噴管21可噴出一定流量的腐蝕液，該腐蝕液為硫酸、雙氧水、水的混合液，對該 硅片3背面的銅離子起主要去除作用；噴管22可噴出高流量的去離子水，用于清洗該硅 片3背面的腐蝕液和其他雜質(zhì)；噴管23可吹出一定壓力的氣體，用于吹干該硅片3的背該第一清洗臂4和第二清洗臂5均設(shè)置于該硅片3的上方，通過電機驅(qū)動以實現(xiàn) 其水平運動和豎直運動。在非工藝時間，第一清洗臂4和第二清洗臂5位于空閑位置， 靠近清洗腔的側(cè)壁，對硅片3運動不造成阻擋；在工藝階段，第一清洗臂4和第二清洗臂 5位于工藝位置，即移動至該硅片3的正上方。該第一清洗臂4可噴射出流量較低的腐蝕 液，該腐蝕液為硫酸、雙氧水、水的混合液，用于清除該硅片3邊緣的銅。該第二清洗 臂5可噴射出流量較高的去離子水，用于清洗該硅片3的銅表面，去除殘留的電鍍液和腐 蝕液。請一并參閱圖1、圖2，圖2是圖1所示的清洗槽10的俯視圖。所述耐酸防護 罩6設(shè)置于該槽體1的清洗腔內(nèi)(圖中虛線包圍區(qū)域)，用于阻擋腐蝕液落在該硅片3的 表面。該耐酸防護罩6包括用于阻擋腐蝕液的罩體61、用于支撐罩體61的固定支架62、 控制罩體61和固定支架62整體上下運動的升降裝置63。該耐酸防護罩6的罩體61呈中空的圓筒狀，該圓筒的底部外側(cè)面與被防護的硅 片3的形狀以及尺寸匹配，即對于8寸硅片設(shè)備其直徑約為200毫米，而對于12寸硅片 設(shè)備其直徑約為300毫米。在某些具體實施方式
中，圓筒底部的外側(cè)面直徑與硅片的直 徑的偏差可以在士20毫米、士 15毫米、士 10毫米、士5毫米范圍之內(nèi)等。該罩體61的 軸心與硅片3的軸心重合。該罩體61上有一些切口 64，上述第一清洗臂4和第二清洗臂 5穿過所述切口 64伸入罩體61的內(nèi)部，第一清洗臂4和第二清洗臂5可以相對切口 64滑 動，從而實現(xiàn)其在水平方向的運動。該罩體61的底部外側(cè)面形成有集液槽65，該集液槽 65可以收集落在該罩體61上的腐蝕液，防止聚流而下的腐蝕液落在傳遞過程中的硅片3 的表面上造成缺陷。但該集液槽65需要定期處理被收集的腐蝕液。該罩體61上固定有 三個固定支架62，且在水平方向相鄰固定支架62之間的角度為120度。該固定支架62 與該升降裝置63緊密銜接。通過驅(qū)動電機控制該罩體61的豎直上下運動。下面結(jié)合實際工藝條件來說明本實用新型較佳實施方式的用于集成電路硅片電 鍍后的清洗槽10的耐酸防護罩6的作用在硅片3進(jìn)入清洗腔過程中，該升降裝置63帶動該罩體61升起一定高度，離開 該硅片3傳遞至該固定支架系統(tǒng)2的路徑。當(dāng)固定支架系統(tǒng)2鎖定該硅片3后，該升降 裝置63將該罩體61下降至硅片表面合適高度(1 8毫米)，根據(jù)工藝要求進(jìn)行調(diào)試。在該硅片3進(jìn)行去邊、背清洗工藝時，高速旋轉(zhuǎn)的硅片3將帶動腐蝕液形成半徑 向外的高速流體。該腐蝕液流體撞擊到槽體1的內(nèi)側(cè)壁上，不可避免地發(fā)生“反濺”或 “發(fā)煙”現(xiàn)象，產(chǎn)生反濺回中心的小液滴和具有擴散性的酸霧。與現(xiàn)有技術(shù)的漏斗形防
酸擋板不同，該罩體61不會阻擋腐蝕流向外的飛行路徑，但可以阻擋腐蝕液反濺到或酸 霧擴散到該硅片3表面的路徑，有效防止腐蝕液對該硅片3表面的有效區(qū)域造成缺陷。該硅片3完成清洗、甩干過程后，該升降裝置63將該罩體61升起，離開該硅片
53的傳遞路徑。在取走該硅片3的過程中，該罩體61底部的沿著半徑向外的集液槽65可 以防止落在該罩體61上的聚集的腐蝕液滴落到硅片上。與現(xiàn)有技術(shù)比，本實用新型的用于集成電路硅片3的電鍍設(shè)備的清洗槽10具有 全新結(jié)構(gòu)的罩體61，當(dāng)該硅片3進(jìn)行清洗處理時，該罩體61下降至硅片3表面上方合適 高度。本實用新型的集成電路硅片3的清洗槽10能夠更好地防止腐蝕液反濺到或酸霧擴 散到該硅片3的表面，從而減少該硅片3在去邊、背清洗過程中形成的缺陷。本實用新型的用于集成電路硅片3的清洗槽10的耐酸防護罩6包括該罩體61、 該固定支架62和該升降裝置63，在該硅片3進(jìn)行清洗處理前和完成硅片3清洗處理后， 該升降裝置63帶動該罩體61離開該硅片3傳遞的運動路徑。當(dāng)該硅片3需要進(jìn)行去邊、 背清洗處理時，該升降裝置63帶動該罩體61運動，使該罩體61的底部靠近該硅片3表 面1 8毫米處，但升降裝置63的運動方式并不限于該實施方式所述。耐酸防護罩6也 可以不包括升降裝置而將其與槽體1直接固定，當(dāng)硅片要進(jìn)行清洗處理時，該硅片的固 定支架系統(tǒng)2可豎直上下運動，從而不影響該硅片的傳遞，并到達(dá)該硅片所需的清洗工 藝位置。本實用新型的用于集成電路硅片的清洗槽10的耐酸防護罩6的罩體61的直徑可 以大于硅片直徑，也可以小于硅片直徑，或者不包括第一清洗臂4在內(nèi)的更小直徑，并 不限于上述實施方式所述。該罩體61的形狀也不僅局限于圓筒狀，例如還可以為上部直 徑小、下部直徑大的階梯狀中空圓筒；或者為倒置漏斗狀；在某些場合下，罩體61還可 以是中空的多邊棱柱管，例如三棱柱管、四棱柱管、六棱柱管、八棱柱管等等。在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下還可以構(gòu)成許多有很大差別的實施 例。應(yīng)當(dāng)理解，除了如所附的權(quán)利要求所限定的，本實用新型不限于在說明書中所述的 具體實施例。
權(quán)利要求1.一種用于集成電路硅片的電鍍設(shè)備的清洗槽，包括形成清洗腔的槽體，用于夾 持硅片且能夠旋轉(zhuǎn)的固定支架系統(tǒng)，用于去除銅及其腐蝕液的清洗裝置，其特征在于 所述清洗槽還包括設(shè)置于該槽體內(nèi)的耐酸防護罩，所述耐酸防護罩包括置于硅片上方的 罩體，所述罩體具有與被防護的硅片的形狀以及尺寸匹配的底部外側(cè)面。
2.如權(quán)利要求1所述的清洗槽，其特征在于該罩體為中空的圓筒形，該圓筒的底 部外側(cè)面與被防護的硅片的尺寸匹配。
3.如權(quán)利要求1或2所述的清洗槽，其特征在于該罩體的底部外側(cè)面直徑與被防護 的硅片的直徑的偏差在士20毫米范圍之內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的清洗槽，其特征在于該罩體的軸心與硅片的軸心重合。
5.如權(quán)利要求3所述的清洗槽，其特征在于該罩體上具有切口，清洗裝置穿過所 述切口伸入罩體的內(nèi)部。
6.如權(quán)利要求3所述的清洗槽，其特征在于該罩體的底部外側(cè)面形成有集液槽。
7.如權(quán)利要求1所述的清洗槽，其特征在于所述耐酸防護罩還包括用于支撐所述 罩體的固定支架、控制罩體和固定支架整體上下運動的升降裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的清洗槽，其特征在于該固定支架為三個，且在水平方向上 相鄰的固定支架之間的角度為120度。
9.如權(quán)利要求7所述的清洗槽，其特征在于該固定支架直接連接在升降裝置上。
10.如權(quán)利要求7所述的清洗槽，其特征在于該升降裝置包括驅(qū)動電機，驅(qū)動電機 控制罩體和固定支架整體上升和下降。
11.如權(quán)利要求7所述的清洗槽，其特征在于在對硅片進(jìn)行去邊、背清洗處理時， 該罩體底面至硅片正上方的高度為1 8毫米。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清洗槽，其特征在于該罩體為上部直徑小、下部直徑大 的階梯狀中空圓筒。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清洗槽，其特征在于該罩體為倒置漏斗狀。
專利摘要本實用新型涉及一種用于集成電路硅片的電鍍設(shè)備的清洗槽。該清洗槽包括形成清洗腔的槽體，用于夾持硅片且能夠旋轉(zhuǎn)的固定支架系統(tǒng)，用于去除銅及其腐蝕液的清洗裝置，設(shè)置于該槽體內(nèi)的耐酸防護罩，所述耐酸防護罩包括置于硅片上方的罩體，所述罩體具有與被防護的硅片的形狀以及尺寸匹配的底部外側(cè)面。本實用新型的用于集成電路硅片電鍍后的清洗槽能夠有效減少該硅片電鍍后的去邊、背清洗過程中形成的銅表面缺陷。
文檔編號C23G1/10GK201793749SQ20102024923
公開日2011年4月13日 申請日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者李佳青, 林宏 申請人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司