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用于EBR的卡盤和用于在EBR之前使晶片居中的方法與流程

文檔序號:12907365閱讀:814來源:國知局
用于EBR的卡盤和用于在EBR之前使晶片居中的方法與流程

本發(fā)明涉及用于支撐半導(dǎo)體晶片的卡盤技術(shù)。更具體地說,本發(fā)明涉及在倒角邊緣去除(ebr)處理之前使晶片居中的方法,在ebr處理中,液體蝕刻劑除去晶片外邊緣的不需要的金屬。



背景技術(shù):

在典型的銅鑲嵌工藝中,所需導(dǎo)電路徑的形成通常從金屬的薄物理氣相沉積(pvd)開始,隨后是較厚的電填充層(其通過電鍍形成)。pvd工藝通常是濺射。為了使晶片的可用面積(在本文中有時稱為“有源表面區(qū)域”)的尺寸最大化并且因此使由晶片產(chǎn)生的集成電路的數(shù)量最大化,電填充的金屬必須被沉積到非??拷雽?dǎo)體晶片的邊緣。因此,需要允許金屬在晶片的整個正面上的物理氣相沉積。作為該工藝步驟的副產(chǎn)物,pvd金屬通常涂覆有源電路區(qū)域外側(cè)的前邊緣區(qū)域、以及側(cè)邊緣,并且在一定程度上涂覆背面。

金屬的電填充比較容易控制,因為電鍍設(shè)備可被設(shè)計成將電鍍?nèi)芤簭牟黄谕膮^(qū)域(例如,晶片的邊緣和背面)排除。將電鍍?nèi)芤合拗圃诰性幢砻嫔系碾婂冊O(shè)備的一個實例是可從加利福尼亞州圣何塞的novellussystems,inc.獲得的sabretm蛤殼式電鍍設(shè)備,并在e.patton等人于1997年11月13日提交的美國專利no.6,156,167“clamshellapparatusforelectrochemicallytreatingsemiconductorwafers”(其全部內(nèi)容通過引用并入本文)中描述。

由于各種原因,在電填充后殘留在晶片邊緣上的pvd金屬是不期望的。例如,晶片邊緣上的pvd金屬不適于隨后的沉積,并且傾向于剝離,從而產(chǎn)生不期望的顆粒。相比之下,晶片的有源內(nèi)部區(qū)域上的pvd金屬僅被厚且均勻的電填充金屬覆蓋,并通過cmp平坦化到電介質(zhì)。這個大多是電介質(zhì)的平坦表面被阻擋層所覆蓋,阻擋層例如為氮化硅或碳化硅,這兩者都能很好地粘附到電介質(zhì)上,并有助于后續(xù)層的粘附。不幸的是,像殘余pvd金屬層一樣沉積在晶片邊緣區(qū)域上的阻擋層通常是薄且不均勻的,從而可能使得金屬能夠遷移到電介質(zhì)中。當金屬是銅時,這個問題尤其重要。

為了解決這些問題,半導(dǎo)體設(shè)備可能必須使得能夠蝕刻掉不想要的殘余金屬層。在設(shè)計合適的蝕刻系統(tǒng)時會遇到各種困難。例如,倒角邊緣去除(ebr)的主要限制之一是相對較長的處理時間。較小的節(jié)點技術(shù)允許顯著減少薄膜的電鍍時間。為了實現(xiàn)生產(chǎn)量增益,非常期望減少所有非電鍍處理(例如ebr)的持續(xù)時間。另外的問題包括在ebr處理期間控制蝕刻區(qū)域。期望使晶片的有源區(qū)域中的電填充金屬的損耗最小化,同時完全去除周圍的倒角(即,以減小沉積的金屬的“錐形寬度”)??傮w而言,需要改進的倒角邊緣去除方法和裝置。由k.ganesan等人于2008年8月27日提交的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利no.8,419,964“apparatusandmethodforedgebevelremovalofcopperfromsiliconwafers”(其通過引用并入本文)公開了一種用于執(zhí)行ebr的裝置,其中晶片被支撐在具有支撐銷和對準銷的能旋轉(zhuǎn)的卡盤上。合適的卡盤描述于s.mayer等人于2000年4月25日提交的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利no.6,537,416“waferchuckforuseinedgebevelremovalofcopperfromsiliconwafers”中,其通過引用并入本文。在使晶片居中期間,晶片在橡膠支撐銷上滑動,這可能導(dǎo)致磨損和顆粒問題??赡芷谕氖窃谑咕又衅陂g延緩支撐銷的磨損并減少顆粒產(chǎn)生。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

根據(jù)一實施方式,在倒角邊緣去除(ebr)處理之前使半導(dǎo)體晶片居中的方法包括:(a)將晶片轉(zhuǎn)移到具有至少三個支撐臂的能旋轉(zhuǎn)的卡盤上方,在所述支撐臂的外部部分處具有支撐銷,(b)將所述晶片降低到所述支撐銷上,(c)將加壓氣體供應(yīng)到在所述支撐銷的上表面中具有氣體出口的氣體通道,使得所述晶片浮在由從所述支撐銷的所述上表面中的所述氣體出口流出的氣體形成的氣墊上,(d)通過在所述晶片浮在所述氣墊上時在整個所述支撐銷上移動所述晶片來使所述晶片居中,(e)向所述氣體通道施加真空,使得所述晶片被真空夾緊到所述支撐銷。

在居中之后,所述方法還可以包括:(f)旋轉(zhuǎn)所述晶片;(g)使用包含去離子水的預(yù)沖洗液來預(yù)沖洗所述晶片;(h)通過增加所述晶片的轉(zhuǎn)速來使所述預(yù)沖洗液的層變薄;以及(i)將液體蝕刻劑流輸送到所述晶片的倒角邊緣區(qū)域附近的所述變薄的預(yù)沖洗液層,使得所述液體蝕刻劑擴散穿過所述變薄的預(yù)沖洗液層,并從所述倒角邊緣區(qū)域選擇性地去除不需要的金屬。

在一個實施方式中,所述卡盤包括六個支撐臂,所述支撐臂中的每一個具有與所述支撐銷中的所述氣體通道中的相應(yīng)一個流體連通的氣體輸送管道,其中在(c)期間,氣體流出所述六個支撐銷的所述上表面中的所述氣體出口,并且在(e)期間,向所述六個氣體通道中的每一個施加真空。

在一個實施方式中,所述支撐銷是當所述晶片在整個所述支撐銷上滑動時具有粘附到所述晶片的趨勢的彈性吸盤。這導(dǎo)致晶片“粘附和滑動”,從而產(chǎn)生顆粒。通過使氮氣從吸盤中流出,可以減少吸盤的磨損并防止在使晶片在支撐銷上居中(或移動)期間產(chǎn)生顆粒。流出吸盤中的氮氣流也消除了唇密封型支撐銷的卷曲或滾動。

優(yōu)選地,在至少1psi的壓強下將所述氣體輸送到所述氣體通道。

所述支撐臂可以包括能旋轉(zhuǎn)的對準凸輪,其中在(d)中,所述對準凸輪從遠離所述晶片的周邊的外部位置旋轉(zhuǎn)到使所述晶片居中的內(nèi)部位置。所述支撐臂優(yōu)選地從所述能旋轉(zhuǎn)的中心轂向外延伸,所述能旋轉(zhuǎn)的中心轂具有氣體入口和與所述支撐臂中的氣體輸送管道流體連通的多個氣體輸送端口,其中在(c)期間,氣體供應(yīng)到氣體入口并從氣體輸送端口流出到支撐銷中的氣體通道。為了保持晶片,在(e)期間,將真空力施加到氣體入口,并且通過支撐銷將抽吸力(suction)施加到晶片底面的位置。所述對準凸輪可以包括上樞軸連接件和下樞軸連接件,其中在(d)期間,所述對準凸輪通過連接到所述下樞軸連接件的桿圍繞所述上樞軸連接件旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地,所述對準凸輪樞轉(zhuǎn)地附接到所述支撐臂,以便能夠在對準位置和非對準位置之間移動,在所述對準位置處,所述對準凸輪的上部使所述晶片居中,在所述非對準位置處,所述對準凸輪的上部位于所述晶片下方。為了干燥所述晶片,所述方法還包括:(j)將所述對準凸輪旋轉(zhuǎn)到所述對準位置,以及(k)通過以至少750rpm的干燥速度旋轉(zhuǎn)所述晶片來干燥所述晶片,同時向所述氣體通道施加真空,使得所述晶片被真空夾緊到所述支撐銷。

根據(jù)另一實施方式,一種用于在倒角邊緣去除(ebr)處理期間支撐晶片的卡盤包括:能旋轉(zhuǎn)的中心轂,其具有從所述能旋轉(zhuǎn)的中心轂向外延伸的多個支撐臂,所述支撐臂的端部上的支撐銷,延伸穿過所述支撐銷的上表面的氣體通道和所述支撐臂中的氣體管道,所述氣體管道被配置為向所述氣體通道供應(yīng)氣體或向所述氣體通道施加真空。

所述卡盤包括六個支撐臂,所述支撐臂中的每一個具有與所述支撐銷中的所述氣體通道中的相應(yīng)一個流體連通的氣體輸送管道。優(yōu)選地,所述支撐銷是安裝在位于所述支撐臂的端部處的金屬支撐件上的橡膠杯。所述金屬支撐件在其中可以具有豎直延伸的孔,所述孔將所述支撐臂中的所述氣體管道連接到所述支撐銷中的所述氣體通道。

所述支撐臂可以包括對準凸輪,所述對準凸輪可從遠離所述晶片的周邊的外部非對準位置旋轉(zhuǎn)到使所述晶片居中的內(nèi)部對準位置。為了向支撐銷中的氣體出口供應(yīng)氣體或施加真空力,所述能旋轉(zhuǎn)的中心轂可以具有氣體入口和與所述支撐臂中的所述氣體輸送管道流體連通的多個氣體輸送端口??梢酝ㄟ^連接到所述氣體入口的加壓氣體源將氣體供應(yīng)到氣體出口,并且可以通過連接到氣體入口的真空源將抽吸力施加到氣體出口。

對準凸輪可以包括上部樞軸連接件和下部樞軸連接件,其中所述能旋轉(zhuǎn)的凸輪能通過附接到所述下樞軸連接件的桿圍繞所述上樞軸連接件旋轉(zhuǎn)。在一種布置中,所述卡盤包括位于60°、120°、180°、240°、300°和360°的徑向位置的六個支撐臂,在60°、180°和300°處的所述支撐臂包括對準凸輪,而在120°、240°和360°處的所述支撐臂不包括對準凸輪。具有對準凸輪的支撐臂可以包括其中具有所述氣體輸送管道的上臂以及其中具有致動桿的下臂,所述致動桿附接到所述對準凸輪,使得所述對準凸輪在所述致動桿的端部從所述中心轂向外移動時朝向所述晶片的所述周邊旋轉(zhuǎn),并且在所述致動桿的端部朝向所述中心轂移動時遠離所述晶片的所述周邊旋轉(zhuǎn)。

具體而言,本發(fā)明的一些方面可以闡述如下:

1.一種在倒角邊緣去除(ebr)處理期間去除不需要的金屬之前使半導(dǎo)體晶片居中的方法,所述方法包括:(a)將晶片轉(zhuǎn)移到具有至少三個支撐臂的能旋轉(zhuǎn)的卡盤上方,在所述支撐臂的外部部分處具有支撐銷,(b)將所述晶片降低到所述支撐銷上,(c)將加壓氣體供應(yīng)到在所述支撐銷的上表面中具有氣體出口的氣體通道,使得所述晶片浮在由從所述支撐銷的所述上表面中的所述氣體出口流出的氣體形成的氣墊上,(d)通過在所述晶片浮在所述氣墊上時在整個所述支撐銷上移動所述晶片來使所述晶片居中,(e)向所述氣體通道施加真空,使得所述晶片被真空夾緊到所述支撐銷。

2.根據(jù)條款1所述的方法,其還包括:(f)旋轉(zhuǎn)所述晶片;(g)使用包含去離子水的預(yù)沖洗液來預(yù)沖洗所述晶片;(h)通過增加所述晶片的轉(zhuǎn)速來使所述預(yù)沖洗液的層變?。灰约?i)將液體蝕刻劑流輸送到所述晶片的倒角邊緣區(qū)域附近的所述變薄的預(yù)沖洗液的層,使得所述液體蝕刻劑擴散穿過所述變薄的預(yù)沖洗液的層,并從所述倒角邊緣區(qū)域基本上選擇性地去除不需要的金屬。

3.根據(jù)條款1所述的方法,其中所述卡盤包括六個支撐臂,所述支撐臂中的每一個具有與所述支撐銷中的所述氣體通道中的相應(yīng)一個流體連通的氣體輸送管道,其中在(c)期間,氣體從所述六個支撐銷的所述上表面中的所述氣體出口流出。

4.根據(jù)條款1所述的方法,其中所述卡盤包括六個支撐臂,所述支撐臂中的每一個具有與所述支撐銷中的所述氣體通道中的相應(yīng)一個流體連通的氣體輸送管道,其中在(e)期間,向所述六個氣體通道中的每一個施加真空。

5.根據(jù)條款1所述的方法,其中在至少1psi的壓強下將所述氣體輸送到所述氣體通道。

6.根據(jù)條款1所述的方法,其中所述支撐臂包括能旋轉(zhuǎn)的對準凸輪,其中在(d)期間,所述對準凸輪從遠離所述晶片的周邊的外部位置旋轉(zhuǎn)到使所述晶片居中的內(nèi)部位置,并且當所述對準凸輪接近所述晶片的所述外周邊時,以脈沖形式向所述氣體通道供應(yīng)氣體。

7.根據(jù)條款1所述的方法,其中所述支撐臂從能旋轉(zhuǎn)的中心轂向外延伸,所述能旋轉(zhuǎn)的中心轂具有氣體入口和與所述支撐臂中的氣體輸送管道流體連通的多個氣體輸送端口,其中在(c)期間,氣體被供應(yīng)到所述氣體入口并從所述氣體輸送端口流出到所述支撐銷中的所述氣體通道。

8.根據(jù)條款7所述的方法,其中在(e)期間,將真空力施加到所述氣體入口,并且通過所述支撐銷將抽吸力施加到所述晶片的底面上的位置。

9.根據(jù)條款6所述的方法,其中所述對準凸輪包括上樞軸連接件和下樞軸連接件,其中在(d)期間,所述對準凸輪通過附接到所述下樞軸連接件的桿圍繞所述上樞軸連接件旋轉(zhuǎn)。

10.根據(jù)條款2所述的方法,其中對準凸輪樞轉(zhuǎn)地附接到所述支撐臂,以便能夠在對準位置和非對準位置之間移動,在所述對準位置處,所述對準凸輪的上部使所述晶片居中,在所述非對準位置處,所述對準凸輪的所述上部位于所述晶片下方,所述方法還包括:(j)將所述對準凸輪旋轉(zhuǎn)到所述對準位置,以及(k)通過以至少750rpm的干燥速度旋轉(zhuǎn)所述晶片來干燥所述晶片,同時向所述氣體通道施加真空,使得所述晶片被真空夾緊到所述支撐銷。

11.一種用于在倒角邊緣去除(ebr)處理期間支撐晶片的卡盤,其包括:能旋轉(zhuǎn)的中心轂,其具有從所述能旋轉(zhuǎn)的中心轂向外延伸的多個支撐臂,所述支撐臂的端部上的支撐銷,延伸穿過所述支撐銷的上表面的氣體通道和所述支撐臂中的氣體管道,所述氣體管道被配置為向所述氣體通道供應(yīng)氣體或向所述氣體通道施加真空。

12.根據(jù)條款11所述的卡盤,其中所述卡盤包括六個支撐臂,所述支撐臂中的每一個具有與所述支撐銷中的所述氣體通道中的相應(yīng)一個流體連通的氣體輸送管道。

13.根據(jù)條款11所述的卡盤,其中所述支撐銷是橡膠杯,所述橡膠杯安裝在位于所述支撐臂的端部處的金屬支撐件上。

14.根據(jù)條款13所述的卡盤,其中所述金屬支撐件在其中具有豎直延伸的孔,所述孔將所述支撐臂中的所述氣體管道連接到所述支撐銷中的所述氣體通道。

15.根據(jù)條款11所述的卡盤,其中所述支撐臂包括對準凸輪,所述對準凸輪能從遠離所述晶片的周邊的外部非對準位置旋轉(zhuǎn)到使所述晶片居中的內(nèi)部對準位置。

16.根據(jù)條款11所述的卡盤,其中所述能旋轉(zhuǎn)的中心轂具有氣體入口和與所述支撐臂中的所述氣體輸送管道流體連通的多個氣體輸送端口。

17.根據(jù)條款16所述的卡盤,其還包括連接到所述氣體入口的加壓氣體源和連接到所述氣體入口的真空源。

18.根據(jù)條款15所述的卡盤,其中所述對準凸輪包括上樞軸連接件和下樞軸連接件,其中所述能旋轉(zhuǎn)的凸輪能通過附接到所述下樞軸連接件的桿圍繞所述上樞軸連接件旋轉(zhuǎn)。

19.根據(jù)條款18所述的卡盤,其中所述卡盤包括位于60°、120°、180°、240°、300°和360°的徑向位置的六個支撐臂,在60°、180°和300°處的所述支撐臂包括所述對準凸輪,而在120°、240°和360°處的所述支撐臂不包括所述對準凸輪。

20.根據(jù)條款19所述的卡盤,其中包括所述對準凸輪的所述支撐臂具有其中具有所述氣體輸送管道的上臂以及其中具有致動桿的下臂,所述致動桿附接到所述對準凸輪,使得所述對準凸輪在所述致動桿的端部從所述中心轂向外移動時朝向所述晶片的所述周邊旋轉(zhuǎn),并且在所述致動桿的端部朝向所述中心轂移動時遠離所述晶片的所述周邊旋轉(zhuǎn)。

附圖說明

圖1是示出用于在鑲嵌工藝中形成銅線的一組模塊的框圖。

圖2是可以在后電填充模塊中使用的倒角邊緣去除(ebr)部件的透視圖。

圖3示出了用于ebr的卡盤的支撐臂、支撐銷和對準凸輪的細節(jié)。

圖4示出了卡盤的支撐臂的細節(jié),其中氣體可以用于在居中期間使晶片漂浮(float),并且可以在ebr期間將真空施加到晶片。

具體實施方式

在下面的詳細描述中,闡述了許多具體實施方式以提供對本文描述的實施方式的透徹理解。然而,如對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是,可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下或通過使用替代元件或處理的情況下實踐所要求保護的發(fā)明。在其他情況下,沒有詳細描述眾所周知的處理、過程和組件,以免不必要地模糊要求保護的發(fā)明的方面。

本文所述的“半導(dǎo)體晶片”是在集成電路生產(chǎn)中的各種制造狀態(tài)中的任何一個狀態(tài)下的半導(dǎo)體襯底。本發(fā)明中描述的一種標準半導(dǎo)體晶片的直徑為300mm、厚度為0.75mm、近似曲率半徑為約0.15毫米(見semi規(guī)格m1.15-0997)。當然,也可以使用其它尺寸的半導(dǎo)體晶片,例如標準的200mm直徑的硅晶片(參見semi規(guī)格m1-0298)。本文公開的許多工藝參數(shù)取決于晶片尺寸。例如,轉(zhuǎn)速是針對300mm規(guī)定的并且與其它直徑成反比。因此,對于300mm晶片的400rpm的轉(zhuǎn)速通常相當于對于200mm晶片的600rpm的轉(zhuǎn)速。

在下面描述的實施方式中,描述了改進的晶片卡盤,其在設(shè)計成執(zhí)行倒角邊緣去除(ebr)以及其它處理(例如預(yù)沖洗、沖洗、酸洗和干燥)的后電填充模塊(pem)中進行晶片處理期間可使得能夠擴展支撐銷的磨損能力并減少顆粒的產(chǎn)生。后電填充模塊(pem)可以用于在通過鑲嵌工藝在晶片上電填充銅之后執(zhí)行各種處理步驟。

圖1描繪了一種電填充系統(tǒng)107,其包括三個單獨的電填充模塊109、111和113。系統(tǒng)107還包括三個單獨的后電填充模塊115、117和119。它們中的每一個可用于在晶片已通過模塊109、111和113中的一個電填充之后對晶片執(zhí)行以下各項功能:倒角邊緣去除、背面蝕刻(backsideetching)和酸洗。系統(tǒng)107還包括化學(xué)稀釋模塊121和中央電填充浴123。這是將用作電鍍浴的化學(xué)溶液保持在電填充模塊中的槽。系統(tǒng)107還包括儲存和輸送用于電鍍浴的化學(xué)添加劑的配料系統(tǒng)133?;瘜W(xué)稀釋模塊121將待在后電填充模塊中用作蝕刻劑的化學(xué)物質(zhì)儲存并混合。過濾和泵送單元137過濾用于中央浴123的電鍍?nèi)芤翰⑵浔盟偷诫娞畛淠K。最后,電子單元139提供操作系統(tǒng)107所需的電子和接口控制。單元139還可以為系統(tǒng)提供電源。在操作中,包括機械臂125的機械手從晶片盒(例如盒129a或盒129b)中選擇晶片(諸如晶片127)。機械臂125可以使用真空附件附接到晶片127。

為了確保晶片127在機械臂125上被適當對準以精確地輸送到電填充模塊,機械臂125將晶片127輸送到對準器131。在優(yōu)選實施方式中,對準器131包括對準臂,機械臂125抵靠該對準臂推動晶片127。當晶片127適當?shù)氐挚繉时蹖蕰r,機械臂125相對于對準臂移動到預(yù)設(shè)位置。然后機械臂125重新附接到晶片127并將其傳送到電填充模塊之一,例如電填充模塊109。在那里,用銅金屬電填充晶片127。電填充模塊109使用來自中央浴123的電解質(zhì)。

在電填充操作完成之后,機械臂125從電填充模塊109移除晶片127,并將晶片127傳送到后電填充模塊之一(諸如模塊117)。晶片上某些位置(即倒角邊緣區(qū)域和背面)的不需要的銅被由化學(xué)稀釋模塊121提供的蝕刻劑溶液蝕刻掉。

優(yōu)選地,晶片127不使用對準器131而在后電填充模塊117內(nèi)精確對準。為此,后電填充模塊可以設(shè)置有如本文別處所述的對準卡盤。在替代實施方式中,晶片127在電填充之后并且在模塊117中的倒角邊緣去除之前在對準器131內(nèi)單獨地對齊。

在后填充模塊117中的處理完成之后,機械臂125從該模塊中取回晶片127并將其返回到盒129a。從那里可以將盒提供給其它系統(tǒng)(例如化學(xué)機械拋光系統(tǒng))以用于進一步處理。

圖2示意性地示出了包括室的后電填充模塊,半導(dǎo)體晶片224在室中旋轉(zhuǎn)。晶片224駐留在晶片卡盤226上,晶片卡盤226向晶片224施加旋轉(zhuǎn)運動。該室配備有排水管和相關(guān)聯(lián)的排水管線,其使得提供給室的各種液體流能夠被去除以用于廢物處理。

馬達控制卡盤226的旋轉(zhuǎn)。馬達應(yīng)該易于控制,并且應(yīng)當在各種轉(zhuǎn)速之間平穩(wěn)過渡。它可以駐留在室內(nèi)或室內(nèi)。在一些實施方式中,為了防止來自液體腐蝕劑的損壞,馬達位于室的外部,并通過旋轉(zhuǎn)軸穿過的密封件與室分隔開。旋轉(zhuǎn)時軸中的任何擺動應(yīng)該是小的(例如<0.05毫米),使得流體噴嘴相對于晶片的位置不會發(fā)生顯著變化,也不會使晶片在不受對準構(gòu)件或夾緊構(gòu)件的限制時抖動離開其中心。優(yōu)選地,馬達可以以在0和大約2000rpm之間的轉(zhuǎn)速使卡盤226和晶片224快速地加速和減速(以受控的方式)。馬達速度和其他操作應(yīng)當可以由計算機控制。

卡盤226可以具有在各種轉(zhuǎn)速期間將晶片224保持在適當位置的任何合適的設(shè)計。它也可以促進用于蝕刻處理的晶片224的對準。下面描述晶片卡盤的一些特別優(yōu)選的示例。

室可以具有將液體蝕刻劑限制在其內(nèi)部并允許將各種流體輸送到晶片224的任何合適的設(shè)計。其應(yīng)由耐蝕刻材料構(gòu)成,并且包括用于在蝕刻和清潔期間使用的各種液體流和氣體流的端口和噴嘴。

ebr處理200可以由后電填充模塊執(zhí)行。該處理開始于機械臂將晶片放置在模塊卡盤上以進行ebr處理。通常將晶片對準并放置在一組支撐銷上,即使當晶片稍后旋轉(zhuǎn)時,該一組支撐銷也可以通過靜摩擦將晶片保持在適當位置。在機械臂縮回之后,將去離子水施加到晶片正面(front),并以大約200-400rpm的速度旋轉(zhuǎn)晶片,以便預(yù)沖洗晶片上的從之前的步驟遺留下來的任何顆粒和污染物。然后關(guān)閉去離子水,并將晶片旋轉(zhuǎn)至約350-500rpm之間的速度,這產(chǎn)生均勻的去離子水薄層(濕膜穩(wěn)定化)。這種濕膜穩(wěn)定化有利于蝕刻劑在整個晶片正面上的均勻分布。最晚,此時,用于精確對準卡盤中的晶片的任何對準銷或夾具從晶片的邊緣縮回。

在濕膜穩(wěn)定化之后,執(zhí)行倒角邊緣金屬的實際去除。ebr蝕刻劑通常使用薄的噴嘴管施加到晶片的表面,該噴嘴管在其端部處或其端部附近具有噴嘴開口。當將少量流體分配到表面本身上時,通??梢援a(chǎn)生三種流動狀態(tài)(flowregime)。第一種狀態(tài)是邊緣珠化(edgebeading),其中表面張力控制流體的行為;第二種是粘性流,其中粘性力占主導(dǎo)地位;而第三種是慣性流,其中慣性力占優(yōu)勢,并且流體傾向于噴射。在具體示例中,ebr分配臂位于晶片邊緣上方,并且在以下條件下執(zhí)行ebr:對于200毫米晶片,以約0.25至2毫升/秒(更優(yōu)選約為0.5至1毫升/秒)的速率輸送總共約2至4毫升的蝕刻劑。

在將所需量的液體蝕刻劑已施加到晶片的邊緣之后,作為后ebr沖洗,將去離子水再次施加到晶片的正面。去離子水的這種施加通常將通過背面蝕刻和背面沖洗的后續(xù)操作繼續(xù),以保護晶片免受任何外部的背面蝕刻劑噴霧和損壞。當施加去離子水時,分配臂遠離晶片移動蝕刻劑噴嘴。

在大致相同的時間,用去離子水預(yù)沖洗晶片的背面,去離子水以與晶片正面濕膜穩(wěn)定相同的方式進行濕膜穩(wěn)定(例如,晶片轉(zhuǎn)速為保持在約350至500rpm)。在去離子水到晶片背面的流動結(jié)束之后,通常使用與用于ebr的蝕刻劑相同的蝕刻劑來執(zhí)行背面蝕刻(bse)操作。在一個具體實施方式中,液體蝕刻劑的薄射流(最初直徑為0.02至0.04英寸)瞄準晶片背面的中心。優(yōu)選從具有約0.02至0.04英寸的直徑和至少約5倍直徑的長度的管狀噴嘴輸送蝕刻劑。然后,該蝕刻劑分散在晶片的整個背面。bse的目的是去除在形成pvd銅晶種層期間形成在晶片背面上的任何殘留銅。

通常使用噴霧嘴施加bse蝕刻劑。盡管有重力,但表面張力通常使蝕刻劑與晶片的底部保持接觸足夠長的時間以進行bse。由于卡盤臂可能干擾晶片背面上的蝕刻劑的噴涂,所以噴射噴嘴的角度可以在bse期間變化,以確保蝕刻劑的徹底施加。由于晶片通常由緊密接觸晶片背面的支撐銷支撐,所以該處理通常以兩種不同的速度進行,以確保蝕刻劑在整個表面上充分流動。例如,在bse的一部分期間,晶片可以以約350rpm的速度旋轉(zhuǎn),然后對于bse的剩余部分,以500-700rpm的速度旋轉(zhuǎn)。背面的由臂阻擋的部分在兩種速度下將不同,從而確保完全覆蓋。總體而言,bse處理通常需要1-4秒,并且使用1至5立方厘米的下述優(yōu)選蝕刻劑來將背面上的銅的濃度降低到小于5·10-10原子每平方厘米襯底。

在bse之后,晶片的兩側(cè)(或至少晶片的背面)用去離子水沖洗以沖洗從bse殘留的任何液體蝕刻劑、顆粒和污染物。然后到正面的去離子水的流動結(jié)束,并且約2至4毫升稀酸(通常小于約15重量%的酸)施加到晶片的正面,以除去殘留的金屬氧化物并除去相關(guān)的變色。在一個具體實施方式中,以約2cc/sec的速率施加酸。在酸洗后,去離子水再次施加到晶片的兩側(cè),或至少施加到正面,以從晶片上沖洗酸。在一個具體實施方式中,以約300-400毫升/分鐘的速度施加去離子水約15-30秒。最后,可以旋轉(zhuǎn)晶片并可以根據(jù)需要在兩側(cè)上用氮氣將晶片吹干。通常,任何干燥步驟以約750-2000rpm進行約10至60秒,并且一旦達到約750rpm就需要夾緊晶片。夾緊機構(gòu)的許多實施方式是可能的,并且下面將更詳細地討論其中的一些。在pem中的這種處理完成之后,機械臂拾取晶片并將其放入盒中。

再轉(zhuǎn)到圖1和圖2,將更詳細地描述pem的一些特征。首先,注意到,晶片224通過靜摩擦擱置支撐銷305上(位于晶片卡盤臂301上)。優(yōu)選地,支撐銷305位于距晶片224的邊緣向內(nèi)約5至20毫米(更優(yōu)選約5至10毫米)。支撐銷的設(shè)計取決于需要提供足夠的摩擦力以(1)在其稍微偏離中心時(即當與倒角邊緣去除處理的規(guī)格的公差對準時),防止晶片從卡盤中脫離,(2)當晶片從其他轉(zhuǎn)速(通常以50至300rpm/秒(在特定實施方式中為100rpm/秒))加速到ebr轉(zhuǎn)速時不會滑動,以及(3)不脫落顆粒也不產(chǎn)生顆粒。然而,當晶片的轉(zhuǎn)速增加時,其達到一個速度,在該速度下,由于較小的未對準和相關(guān)的向心力,來自擱置在銷上的靜摩擦不再能限制晶片。為了防止晶片以這種速度飛離卡盤226,可以采用夾緊凸輪307。合適的凸輪的設(shè)計如下所述。現(xiàn)在,簡單地了解,在限定的晶片轉(zhuǎn)速下,夾緊凸輪旋轉(zhuǎn)到將晶片224鎖定在適當位置的位置。

接下來注意,分配臂303用于保持分配噴嘴256并且在該處理的蝕刻步驟期間將噴嘴移動到晶片224上方的精確控制的位置。分配臂設(shè)計沒有特別限制。它可以從晶片上方向下移動、從側(cè)面向里移動、從邊緣向里擺動、從上方向下旋轉(zhuǎn)、或者這些運動的任何組合。然而,噴嘴的位置優(yōu)選地可再現(xiàn)地精確到小于約0.5mm(更典型地小于約0.2mm),使得整個蝕刻區(qū)域被機械地控制。任何合適的氣動致動器、螺線管、馬達控制齒輪或伺服控制馬達都可以啟動手臂。分配臂應(yīng)將分配噴嘴精確地移動到晶片的邊緣,并將噴嘴移開,以使晶片能夠轉(zhuǎn)入卡盤和移出卡盤。結(jié)構(gòu)材料應(yīng)耐用于所使用的特定化學(xué)蝕刻溶液。如果使用本文公開的優(yōu)選蝕刻劑,則某些不銹鋼(例如303、625、316l等)、陶瓷(al2o3、氧化鋯)、鉭和塑料涂覆的金屬(聚丙烯、聚乙烯、ptfe、pvdf)是很好的選擇,因為它們將抵抗化學(xué)侵蝕,并具有足夠的機械強度(無蠕變或流動),以保持必要的嚴格的機械公差。類似的設(shè)計考慮適用于晶片卡盤。

如圖3所示,卡盤226包括可旋轉(zhuǎn)中心轂230,可旋轉(zhuǎn)中心轂230具有從可旋轉(zhuǎn)中心轂向外延伸的多個支撐臂301。支撐銷305位于支撐臂301的端部。在下面結(jié)合圖4描述的實施方式中,支撐臂可以包括與支撐銷305中的氣體通道流體連通的氣體管道。支撐銷優(yōu)選為安裝在支撐臂301的端部處的金屬支撐件上的橡膠杯。

在圖3的實施方式中,對準凸輪307是多件式部件,其包括可樞轉(zhuǎn)定心指狀物309,指狀物309可以從其中晶片被居中的向內(nèi)位置旋轉(zhuǎn)到遠離晶片外周邊位置的向外位置(未示出)。為了防止在卡盤226以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)期間晶片從支撐銷305滑出,離心力使對準凸輪的部件向外擺動,并使定心指狀物309樞轉(zhuǎn)到向內(nèi)位置。在一些處理步驟期間,對準指狀物309可能引起不期望的液體飛濺并導(dǎo)致晶片的不均勻清潔。

為了解決這個問題,圖4中所示的卡盤226a包括其中具有氣體管道311的支撐臂301a和其中包括氣體通道313的支撐銷305a,從而使得晶片224在居中期間能浮在氣墊上并且在ebr處理期間被真空夾緊。支撐銷305a優(yōu)選是安裝在金屬支撐件315上的橡膠杯,金屬支撐件315具有將流體管道311連接到氣體通道313的孔317。

圖4的實施方式還包括改進的對準凸輪307a,其中補充支撐臂301b中包括致動桿319,致動桿319可以從中心轂230向外移動以樞轉(zhuǎn)對準凸輪307a。如圖4所示,對準凸輪307a具有上樞軸連接件321和下樞軸連接件323。致動桿319的外端附接到下樞軸連接件323,并且對準凸輪307a附接到上樞軸連接件321。因此,當致動桿319遠離中心轂230移動時,對準凸輪307a的上端朝向晶片224的外周邊向內(nèi)移動,以使晶片224居中或防止晶片224在卡盤226的高速旋轉(zhuǎn)期間滑離支撐銷305a。

如圖4所示,支撐臂301a中的氣體管道311可以向氣體通道313供應(yīng)氣體,以使晶片224漂浮在支撐銷305a上方,或者將真空施加到氣體通道313以將晶片224真空夾緊在支撐銷305a上。為了使晶片漂浮在支撐銷305a上方,可以在持續(xù)短時間(例如0.5至5秒、優(yōu)選約1秒)的脈沖中以1psi或更高的壓強將氣體供應(yīng)到氣體通道313。例如,氮氣可以在1至5psi,優(yōu)選約2psi下供應(yīng)到氣體通道,以在使晶片居中過程中使晶片漂浮。

在優(yōu)選實施方式中,卡盤226a包括六個支撐臂301a,每個支撐臂具有與支撐銷305a中的氣體通道313中的相應(yīng)一個流體連通的氣體輸送管道311。支撐臂301b包括對準凸輪307a,對準凸輪307a可以從遠離晶片224的周邊的外部非對準位置旋轉(zhuǎn)到其中晶片224居中的內(nèi)部對準位置,如圖4所示。為了向支撐銷305a中的氣體出口供應(yīng)氣體或施加真空力,可旋轉(zhuǎn)中心轂230a可以具有氣體入口232和與支撐臂301a中的氣體輸送管道311流體連通的多個氣體輸送端口234。可以通過連接到氣體入口232的加壓氣體源236將氣體供應(yīng)到氣體出口,并且可以通過連接到氣體入口的真空源238將抽吸力施加到氣體出口。

如上所述,對準凸輪307a可以包括上樞軸連接件321和下樞軸連接件323,其中,通過附接到下樞軸連接件323的致動桿319,能旋轉(zhuǎn)的凸輪307a可圍繞上樞軸連接件旋轉(zhuǎn)。在一種布置中,卡盤226a包括位于60°、120°、180°、240°、300°和360°的徑向位置處的六個支撐臂,在徑向位置60°、180°和300°處的支撐臂包括對準凸輪307a,而在徑向位置120°、240°和360°處的支撐臂不包括對準凸輪307a。具有對準凸輪307a的支撐臂可以包括其中具有氣體輸送管道311的上臂301a以及其中具有致動桿319的下臂301b,致動桿319附接到對準凸輪307a,使得當致動桿319的端部從中心轂230a向外移動時,對準凸輪307a的上端旋轉(zhuǎn)朝著晶片224的周邊移動,并且使得當致動桿319的端部朝向中心轂230a移動時,對準凸輪307a的上端遠離晶片224的周邊旋轉(zhuǎn)。在使晶片居中期間,機械手將晶片卸載到支撐銷305a上,并且當晶片224被支撐在銷305a上時,以足以使晶片漂浮在支撐銷305a上方的壓強將氣體供應(yīng)到氣體通道313,并且對準凸輪307a從外部位置旋轉(zhuǎn)到其中一個或多個對準凸輪307a接觸晶片的周邊的內(nèi)部位置,并且將晶片移動到其中晶片的中心與卡盤226a的中心軸線對準的位置。

典型的鑲嵌工藝從在先前形成的電介質(zhì)層中形成線路徑開始,其可以被蝕刻為具有溝槽和通孔。這些線限定要用導(dǎo)電材料填充的半導(dǎo)體晶片上的各種器件之間的導(dǎo)電路徑。該工藝繼續(xù)沉積薄的擴散阻擋層以防止導(dǎo)電材料擴散到電介質(zhì)層中。適用于擴散阻擋層的材料包括鉭、氮化鉭、鎢、鈦和鈦鎢。在典型的實施方式中,通過pvd工藝(諸如濺射)形成阻擋層。接下來的操作涉及沉積導(dǎo)電晶種層以在電填充操作期間提供用于電流通過的均勻?qū)щ姳砻???梢圆捎胮vd工藝以進行該操作。然后在晶種層上用較厚的銅層電填充晶片。電填充繼續(xù),直到線路徑完全填充到電介質(zhì)的頂表面。

可能期望的是,盡可能多地使用用于有源電路的晶片表面。雖然通常可以在電鍍期間提供一些屏蔽,但類似的屏蔽對于pvd來說并不是直接的。因此,在pvd晶種層形成期間,銅沉積在一些不需要的區(qū)域中,例如倒角邊緣區(qū)域。厚的銅沉積可能導(dǎo)致在電填充期間該區(qū)域中的較高的電流,這甚至在晶片的邊緣上添加更多的金屬到形成倒角形狀的不期望的區(qū)域中。在后期的cmp中,該倒角可能容易脫落并損壞晶片表面上的器件。因此,倒角必須被去除,這是通過ebr和/或背面蝕刻(bse)處理實現(xiàn)的。

使用ebr,以薄流形式將蝕刻劑施加到晶片的前邊緣。在某些實施方式中,蝕刻劑在粘性流條件下施加以在預(yù)沖洗液的薄化層上保持薄。蝕刻劑通常以與流速和噴嘴取向?qū)?yīng)的一些徑向速度施加。此外,通過由晶片的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力,將蝕刻劑推到晶片的邊緣。這兩種力與重力和表面張力的組合使得蝕刻劑向外流動、以及向下流過側(cè)邊緣、以及在背面上幾個毫米上流動,從而完成從所有這三個區(qū)域中去除不需要的金屬。在ebr之后,電鍍銅通常通過cmp平坦化直到電介質(zhì),以準備進一步處理,通常添加后續(xù)的電介質(zhì)和金屬化層。

ebr處理細節(jié)

晶片以例如約150-400rpm的轉(zhuǎn)速開始旋轉(zhuǎn),并且將去離子水施加到晶片的正面。晶片旋轉(zhuǎn)用于將施加的去離子水均勻地分布在晶片表面上并從晶片從表面去除多余的水。這種預(yù)沖洗去除從先前的處理步驟中殘留的顆粒和污染物。此外,預(yù)沖洗潤濕晶片的正面,該晶片的正面在前面的處理步驟之后可能是干燥的。在一個實施方式中,預(yù)沖洗操作僅使用去離子水而不使用酸。預(yù)沖洗操作發(fā)生在1至5秒之間的任何時間,流速為200-800ml/min,具體取決于沖洗水溫度、電鍍化學(xué)物質(zhì)、去離子水流速和晶片的轉(zhuǎn)速。有時需要使用熱沖洗水來加速預(yù)沖洗效率。因此,根據(jù)操作的經(jīng)濟性,可以使用20至50℃的去離子水。

在晶片表面上形成均勻的水膜通常是需要的。使用“蛤殼”或使用在電鍍期間排除晶片邊緣的其他晶片夾緊工具通常會導(dǎo)致晶片邊緣的部分是干燥的,而其他部分是濕的。如果蝕刻劑分布在不均勻潤濕的邊緣上,則蝕刻工藝可能是無效的并且甚至損壞晶片。

在施加蝕刻劑的區(qū)域中可能需要具有均勻但薄的水層。較薄的膜提供蝕刻劑對金屬的較快的擴散,并且在經(jīng)蝕刻的金屬邊緣上提供較小的錐形寬度。為了產(chǎn)生較薄的膜,在預(yù)沖洗操作之后,去離子水被關(guān)閉,并且晶片轉(zhuǎn)速在大約相對短的持續(xù)時間(例如,在某些實施方式中,為約1到5秒)顯著增加(例如,在某些實施方式中,增加到約400-1300rpm),從而使得濕膜變薄。在具體實施方式中,晶片以約600-1200rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)約1.5-3秒。這些參數(shù)可以取決于晶片尺寸、可用各種表面活性劑改性的預(yù)沖洗液的表面張力等因素。較高的轉(zhuǎn)速導(dǎo)致預(yù)沖洗液層所經(jīng)受的較大的離心力。該力遠離晶片的中心取向,因此從晶片去除一些預(yù)沖洗的液體。此外,較高的離心力可以提供較好的層均勻性。此外,濕膜薄化操作的較高轉(zhuǎn)速增強了預(yù)沖洗液從晶片表面的蒸發(fā),從而進一步使剩余液體的層變薄。然而,轉(zhuǎn)速不應(yīng)超過薄水層失去其均勻性(即分裂開)或者晶片失去其對準的水平。

濕膜薄化操作可以包括將薄化(thinning)流體輸送到晶片的邊緣區(qū)域或整個表面。薄化流體可以降低所得溶液的表面張力并增加蒸汽壓。降低的表面張力改變了在倒角邊緣區(qū)域處的層的接觸角,從而導(dǎo)致較小的珠(bead)。同時,較高的蒸汽壓會增加蒸發(fā)。例如,類似于在ebr操作期間輸送蝕刻劑,高蒸汽壓有機溶劑(如異丙醇(“ipa”))可以通過噴嘴在預(yù)沖洗液的頂部上輸送。

薄化流體也可以被預(yù)加熱并與其它液體或載氣一起施加,以進一步加熱邊緣液體并使液體層變薄,從而進一步降低表面張力和粘度??梢栽陬A(yù)沖洗操作之后并且在晶片加速之前輸送薄化流體。在另一個實施方式中,可以在晶片加速期間或之后施加薄化流體。

濕膜薄化操作可以包括使用沖擊流動氣體來幫助從外圍物理地移除多余的流體。在這種操作中,流過晶片周邊附近的噴嘴的定向噴射氣體在液床上施加動量和增加的力,從而迫使曳出流體向外并遠離倒角并允許其快速變薄。

在通常需要較低速度和速率的流動氣體的替代方法中,邊緣液珠薄化技術(shù)賦予液體表面張力減小的氣流,該氣流通常為被吹過噴嘴到液體邊緣珠層的表面上的氣體、蒸汽或氣溶膠形式的有機化合物。表面張力降低的流的分子被吸附到晶片表面上的液體層中。通過使可溶的且表面張力降低的吸附物在空氣-液體界面上通過,粘附在晶片上的流體的空氣-液體界面張力減小,從而改變離心力和表面張力之間的力平衡,并允許珠變薄。合適的表面張力降低的化學(xué)物質(zhì)傾向于是揮發(fā)性的、可溶于水的、并且具有一些空間分離的極性和非極性分子基團,使得與大多數(shù)表面活性劑一樣,它們可以將非極性基團與表面對準并將極性基團與流體的內(nèi)部區(qū)域?qū)?,從而減小了表面能和表面力。異丙醇(ipa)是以蒸汽或氣溶膠形式用于實現(xiàn)該液層薄化結(jié)果的化學(xué)品的一個典型實例。其它實例包括具有親水和疏水分子基團的其它醇(乙醇、丁醇)、胺(乙胺和丙胺)、酮(mek)和醛(乙酰醛)。從不同的角度來看,可以選擇薄化液體以顯著提高預(yù)沖洗液的蒸汽壓。在一個實施方式中,在25-120khz下操作的超聲波振蕩可以用于產(chǎn)生ipa氣溶膠并有助于氣體快速擴散到邊緣珠流體中。通常,根據(jù)噴嘴的構(gòu)造和其它工藝參數(shù),以約1ml/min至100ml/min的速率以載氣(例如氮氣)計量的2至30%的摩爾分數(shù)來進給ipa。也可以使用其它蒸汽和氣溶膠,并且也可以將珠的物理(流動氣體的力)去除和化學(xué)(減少的表面張力)去除組合。

膜薄化操作產(chǎn)生大致均勻的薄水層。如在ebr操作中所描繪的,蝕刻劑然后在晶片的邊緣區(qū)域中的該水層的頂部上輸送并且擴散通過該層,以接觸金屬。較薄的預(yù)沖洗層提供較快的蝕刻劑擴散和較少的稀釋。此外,蝕刻劑位于邊緣區(qū)域中,而非穿過水層朝向晶片中心擴散從而導(dǎo)致增加的錐形寬度。

該工藝繼續(xù)進行倒角邊緣去除(ebr)操作。在某些實施方式中,對于200mm晶片,晶片以約150-400rpm(更優(yōu)選為約200至250rpm)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),對于300mm晶片,晶片以約175至225rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。該轉(zhuǎn)速確保了用ebr蝕刻劑覆蓋整個邊緣區(qū)域??梢砸源_保晶片在卡盤中的持續(xù)對準的速率來進行晶片在濕膜薄化操作期間的加速以及在ebr操作期間的減速。在某些實施方式中,當使用典型的塑料支撐銷(例如,pps或pvdf)時,轉(zhuǎn)速不超過約150rpm/sec??梢允褂镁哂休^大摩擦系數(shù)的銷,只要它們不會剝落或產(chǎn)生顆粒。

通常使用具有在其端部處或其端部附近的噴嘴開口的細管將ebr蝕刻劑和邊緣珠液體表面張力降低的流施加到晶片表面。當將少量蝕刻劑如此分配到表面上時,通常會導(dǎo)致三種流動狀態(tài),其中任一種可能是適當?shù)?。第一種狀態(tài)是邊緣珠,其中表面張力控制流體的行為;第二種是粘性流,其中粘性力占主導(dǎo)地位;第三種是慣性流,其中慣性力占主導(dǎo)地位,并且流體傾向于噴射。ebr操作可以在以下條件下進行:以約0.25至2毫升/秒(更優(yōu)選約0.3至0.5毫升/秒)的速率輸送總共約2至14毫升蝕刻劑。所輸送的量取決于待除去的膜厚度、晶片的尺寸、化學(xué)蝕刻劑的濃度、旋轉(zhuǎn)速率和蝕刻劑溫度。

可以以幾個階段輸送蝕刻劑。例如,蝕刻劑可以分兩個階段輸送:高流速階段,然后是較低的流速階段。在高流速階段期間,可以以約0.25-0.35ml/s輸送蝕刻劑約1-5秒,隨后以約0.10-0.20ml/s的輸送速率進行約10-30秒的低流速階段。高流速階段有助于ebr蝕刻劑克服預(yù)沖洗膜的表面張力,并快速擴散通過該層。在這個階段,由于膜最初沒有蝕刻劑,因此膜內(nèi)蝕刻劑的擴散變得容易。然而,這個階段的持續(xù)時間不應(yīng)超過蝕刻劑布滿(saturate)膜所需的時間。然后,低流速階段為ebr提供大量的蝕刻劑。流速應(yīng)足夠小以防止蝕刻劑過度擴散到晶片的有源部分中而可能導(dǎo)致的較寬的錐度。在該階段的輸送速率和持續(xù)時間可以取決于晶片直徑(倒角邊緣的長度)、倒角厚度、預(yù)沖洗膜厚度以及其它因素。過多的蝕刻劑可能導(dǎo)致較寬的錐形寬度。在對于300mm晶片上的最多約0.75微米厚的倒角進行優(yōu)化的特定實施方式中,在約15-20秒的時間內(nèi)輸送約2-4ml的蝕刻劑。

蝕刻劑可以包括酸和氧化劑??捎玫乃岬膶嵗蛩?、氫鹵酸、鉻酸和硝酸。在一個實施方式中,用于銅ebr的蝕刻劑可以是h2so4(硫酸)和h2o2(過氧化氫)在水中的溶液。在一個具體實施方式中,蝕刻劑包含約15重量%至25重量%的h2so4和20重量%至35重量%的h2o2。預(yù)沖洗液的較薄膜可能允許蝕刻劑中較高的酸濃度??梢允褂闷渌趸瘎?,例如過氧化二硫酸鹽s2o8-2和濃hno3(在水中為約30%)。也可以使用傾向于與溶解的金屬復(fù)合的近中性和堿性蝕刻劑,例如ph約為9的甘氨酸或乙二胺和過氧化氫的組合。通常,液體蝕刻劑應(yīng)具有與蝕刻系統(tǒng)相容的物理性質(zhì),如表面張力、接觸角和粘度。

在將所需量的液體蝕刻劑施加到晶片的邊緣之后,可以將去離子水施加到晶片的正面,以進行后ebr沖洗。去離子水可以作為整體施加到整個晶片,而不僅僅施加到晶片邊緣。去離子水的這種施加通常將通過背面蝕刻和背面沖洗的后續(xù)操作繼續(xù),以保護晶片免受任何外部的背面蝕刻劑噴霧和損壞。當去離子水被施加時,分配臂使蝕刻劑噴嘴遠離晶片移動。

盡管出于清楚理解的目的已經(jīng)對前述發(fā)明進行了相當詳細的描述,但是顯而易見的是,在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以實施某些改變和修改。應(yīng)當注意,存在實現(xiàn)本發(fā)明的許多替代方式。因此,本實施方式被認為是說明性的而不是限制性的,并且本發(fā)明不限于本文給出的細節(jié)。本文引用的所有參考文獻通過引用并入本文以用于所有目的。

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