晶圆加工装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及半导体器件制造领域，尤其涉及一种晶圆加工装置。
【背景技术】
[0002]半导体器件是利用许多不同的处理步骤制在或加工在半导体晶圆上，由此而形成一些晶体管和互连元件。为了将与该半导体晶圆相关的晶体管接线端在电路上相互连接起来，需要在作为半导体器件组成部分的介电材料中制出导电的沟道、通路或类似结构。沟道和通路在晶体管、半导体器件的内部电路以及半导体器件的外部电路之间传输电信号和电倉泛。
[0003]在制出互连元件的过程中，半导体晶圆要经受例如，掩模、蚀刻以及淀积处理，由此来形成半导体器件所需的电子电路。尤其是，可执行多次掩模和蚀刻步骤来在半导体晶圆上的介电层中制出由凹陷区域组成的布图，这些凹陷区域作为形成电路互连线的沟道和通路。然后，可执行一淀积过程来在半导体晶圆上沉积一金属层，由此在沟道和通路内都淀积了金属，而且在半导体晶圆的非凹陷区域上也淀积了金属层。为了隔离开各条互连线，要将淀积在半导体晶圆非凹陷区域上的金属层去除。
[0004]将淀积在半导体晶圆介电层上非凹陷区域上的金属层去除的常用方法为化学机械抛光(CMP)，CMP方法广泛应用于半导体工业中，CMP方法能够抛光和磨平沟道和通路内的金属层以及介电层上非凹陷区域上的金属层。然而，CMP过程中会向半导体晶圆施加较大的机械作用力，该机械作用力会对半导体结构产生不利影响，例如，当铜和低K或超低K介电质材料应用于半导体结构中时，较大的机械作用力可能会使半导体结构产生分层、碟凹、翘曲和刮擦等缺陷。
[0005]因而，人们希望开发出新的装置和工艺来对金属层执行淀积和抛光处理。例如，可利用电镀或电化学抛光工艺将金属层淀积到半导体晶圆上或从半导体晶圆上去除，特别是，在电化学抛光过程中，由于只有电解液与金属层接触，因此，电化学抛光能够无机械应力的去除金属层，从而避免由于机械作用力可能产生的技术缺陷。常见的用于电化学抛光和/或电镀的晶圆加工装置主要包括以下构件:夹持晶圆的晶圆夹盘、驱动晶圆夹盘水平移动、竖直移动和旋转的驱动器、布置在晶圆夹盘下方以向晶圆上的金属层喷射电解液的喷嘴、电连接晶圆和喷嘴的电源，其中，电化学抛光时，电源的阳极与晶圆电连接，电源的阴极与喷嘴电连接；电镀时，电源的阳极与喷嘴电连接，电源的阴极与晶圆电连接。这种常见的晶圆加工装置一般仅在晶圆夹盘下方固定设置一个喷嘴，从而导致晶圆加工效率较低。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种晶圆加工装置，该装置结构紧凑，且能够提高晶圆加工效率。
[0007]为实现上述目的，本发明提出的晶圆加工装置，包括:腔体、晶圆夹盘、第一旋转摆臂、第一喷嘴、第二旋转摆臂、第二喷嘴、电源及驱动器。腔体具有底壁及侧壁，腔体的侧壁向外凸伸形成台阶部。晶圆夹盘夹持晶圆。第一旋转摆臂具有旋转端和与旋转端相对的末端，第一旋转摆臂的旋转端设置在腔体侧壁的台阶部上，第一旋转摆臂能够绕第一旋转摆臂的旋转端转动。第一喷嘴设置在第一旋转摆臂的末端，第一喷嘴向晶圆的待加工面喷射电解液。第二旋转摆臂具有旋转端和与旋转端相对的末端，第二旋转摆臂的旋转端设置在腔体侧壁的台阶部上，第二旋转摆臂能够绕第二旋转摆臂的旋转端转动。第二喷嘴设置在第二旋转摆臂的末端，第二喷嘴向晶圆的待加工面的边缘部喷射电解液。电源分别与第一喷嘴及第二喷嘴电连接。驱动器与晶圆夹盘连接，驱动器驱动晶圆夹盘沿晶圆夹盘的中心轴上升或下降或绕晶圆夹盘的中心轴旋转。
[0008]在一个实施例中，晶圆加工工艺过程中，第一旋转摆臂绕第一旋转摆臂的旋转端转动，使得第一喷嘴从晶圆的待加工面的中心向晶圆的待加工面的边缘移动，第二旋转摆臂保持不动，第二喷嘴向晶圆的待加工面的边缘部喷射电解液。
[0009]在一个实施例中，第一旋转摆臂及第一喷嘴的数量不限于一个。
[0010]在一个实施例中，第二旋转摆臂及第二喷嘴的数量不限于一个。
[0011]在一个实施例中，电化学抛光时，电源的阳极与第二喷嘴电连接，电源的阴极与第一喷嘴电连接，电镀时，电源的阳极与第一喷嘴电连接，电源的阴极与第二喷嘴电连接。
[0012]在一个实施例中，晶圆夹盘为真空夹盘。
[0013]在一个实施例中，晶圆夹盘布设在腔体底壁的上方，晶圆的待加工面向下。
[0014]在一个实施例中，晶圆夹盘的外围设置有防护罩，电解液溅射至防护罩上时，电解液沿防护罩的内壁流落至腔体。
[0015]在一个实施例中，腔体的底壁上设置有承载台，承载台与晶圆夹盘相对布置。承载台上设置有承载环，承载环支撑晶圆。
[0016]在一个实施例中，晶圆夹盘设置在腔体的底壁上，晶圆的待加工面向上。
[0017]在一个实施例中，该装置还进一步包括支架，支架设置在晶圆夹盘的中心，支架在致动器的驱动下能够升起而位于晶圆夹盘的上方或下降而位于晶圆夹盘的下方。支架为真空支架。
[0018]综上所述，本发明晶圆加工装置能够设置数个第一喷嘴和第二喷嘴向晶圆的待加工面喷射电解液，从而提高了晶圆加工效率，且本发明晶圆加工装置结构简单、紧凑。
【附图说明】
[0019]图1揭示了根据本发明晶圆加工装置的第一实施例的剖面结构示意图。
[0020]图2揭示了根据本发明晶圆加工装置的第一实施例的仰视图。
[0021]图3揭示了根据本发明晶圆加工装置的第一实施例的俯视图。
[0022]图4揭示了根据本发明晶圆加工装置的第一实施例的俯视图，其中，晶圆加工装置未进行晶圆加工工艺。
[0023]图5揭示了根据本发明晶圆加工装置的第一实施例的又一仰视图，其中，晶圆加工装置具有三个第一旋转摆臂及三个第一喷嘴。
[0024]图6揭示了根据本发明晶圆加工装置的第二实施例的剖面结构示意图。
[0025]图7揭示了根据本发明晶圆加工装置的第二实施例的俯视图。
[0026]图8揭示了根据本发明晶圆加工装置的第二实施例的装载或卸载晶圆时的剖面结构示意图。
[0027]图9揭示了根据本发明晶圆加工装置的第二实施例的俯视图，其中，晶圆加工装置未进行晶圆加工工艺。
[0028]图10揭示了根据本发明晶圆加工装置的第二实施例的又一俯视图，其中，晶圆加工装置具有三个第一旋转摆臂及三个第一喷嘴。
[0029]图11揭示了根据本发明晶圆加工装置的第三实施例的剖面结构示意图。
[0030]图12揭示了根据本发明晶圆加工装置的第三实施例的右视图。
[0031]图13揭示了根据本发明晶圆加工装置的第三实施例的装载或卸载晶圆时的剖面结构示意图。
[0032]图14揭示了根据本发明晶圆加工装置的第三实施例的右视图，其中，晶圆加工装置未进行晶圆加工工艺。
[0033]图15揭示了根据本发明晶圆加工装置的第三实施例的又一右视图，其中，晶圆加工装置具有三个第一旋转摆臂及三个第一喷嘴。
【具体实施方式】
[0034]为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合图式予以详细说明。
[0035]参照图1至图5，揭示了根据本发明晶圆加工装置的第一实施例。如图1所示，揭示了根据本发明晶圆加工装置的第一实施例的剖面结构示意图。该晶圆加工装置包括:腔体110、晶圆夹盘120、第一旋转摆臂130、第一喷嘴140、第二旋转摆臂150、第二喷嘴160、电源及驱动器。腔体110具有底壁、侧壁及顶壁，腔体110的侧壁向外凸伸形成台阶部111，腔体110侧壁的台阶部111大致形成于腔体110侧壁的中部并与腔体110的底壁平行。晶圆夹盘120布设在腔体110底壁的上方，晶圆夹盘120夹持晶圆170，晶圆170的