一种循环液体式吸头，及其用于去除晶圆中微粒的方法与流程

本发明属于半导体器件技术领域，具体涉及一种循环液体式吸头，及其用于去除晶圆中微粒的方法。

背景技术：

晶圆清洗是晶圆制造过程中一个重要工序，主要是为了去除附着在晶圆表面的有机化合物、金属杂质或微粒(particle)。晶圆清洗的技术及洁净度关系到晶片成品率、器件的品质及可靠性。一般来说，晶圆清洗可以分为湿法清洗和干法清洗。干法清洗使用气相化学物，一般通过提供激发能量促进化学反应进行经验清洗，其中能量可以以热、等离子或是辐射等形态提供。而常用的湿法清洗则使用液态化学品，例如溶剂、酸、接口活性剂及水，以喷洒、刷洗、氧化、刻蚀等方法去除污染物。在使用各种化学品以后通常还需要经过超高纯水的润湿清洗。

微粒的附着会影响微影工艺图案转移的真实性，甚至造成电路结构的短路。特别是随着线宽的逐渐减小，各种分子微粒和原子微粒对集成电路造成的影响越来越大。在晶圆清洗过程中，微粒的去除是最重要的，也是最困难的工作。清洗过程中要考虑减少诱发性的微粒来源，同时也要减少自发性的微粒。图1中的擦洗器是一种常用的清洗设备100，其包括旋转托盘(图中未画出)、喷头101和摇摆杆102，喷头101固定在摇摆杆102一端，且其开口朝向晶圆103表面。将晶圆103固定在旋转托盘上，晶圆103随旋转托盘转动，与此同时，摇摆杆102带动喷头101沿着过晶圆103圆心的圆弧来回摆动，喷头101将水喷出，水流沿晶圆103表面流动，将微粒冲走。该装置虽然能够去除大部分的微粒，取得一定的成效，但当水流平行于晶圆表面流动冲洗时，在图案上表面粒径较小的微粒容易被冲入到图案当中，成为嵌入图案中的微粒，而嵌入在图案(pattern)中的微粒难以再被冲出带走，冲洗过程中若旋转托盘转速过快或者增加水流速度，可能会刮伤图案，更为重要的一点是，旋转式冲洗过程，会在晶圆表面形成图2所示的线状旋转的特殊图案(lineshapespecialmap)。鉴于此，有必要设计一种新型的能够有效去除晶圆中微粒的方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求一种负压式去除晶圆中微粒的方法，其解决了现有清洗方法，在清洗的过程中，容易形成线状旋转的特殊图案，以及嵌入在图案中的微粒难以去除的问题，提高晶圆表面微粒的去除率，最终达到提高晶圆制造良率的目的。

为了实现上述目的，本发明涉及的一种用于晶圆清洗的循环液体式吸头，包括喷嘴和吸嘴，所述喷嘴不断向晶圆表面喷出液体，液体与微粒相互作用，紧接着，在外侧压力的作用下，所述吸嘴将喷出的液体吸走。

优选地，吸嘴位于中心，环状的喷嘴环形围绕在吸嘴外侧，构成一体式结构的循环液体式吸头。

本发明涉及的一种负压式清洗晶圆中微粒的方法，将所述循环液体式吸头的吸嘴和环形喷嘴的开口垂直对准晶圆表面，并沿晶圆表面图案方向扫描，过程中，环形喷嘴不断将清洗液喷洒在晶圆表面，紧接着，在外侧压力的作用下，吸嘴将清洗液吸走，由清洗液浸润的微粒随之去除。清洗过程中，移动循环液体式吸头或移动晶圆，实现循环液体式吸头对整个晶圆表面的扫描。该方法能有效地吸走晶圆表面或嵌入图案中的微粒。

优选地，环形喷嘴和吸嘴在另一端相连通，实现清洗液的循环利用。

优选地，在循环液体式吸头开始工作之前，确定清洗策略，具体包括以下步骤：

(1)晶圆检测系统通过检测出晶圆中微粒坐标，得到晶圆上微粒数和分布，然后将微粒坐标导入垂直清洗系统；

(2)垂直清洗系统将微粒分布图与集成电路gds(图形数据系统)中的特定区域进行对比，确定禁止清洗区和可清洗区，所述禁止清洗区是gds中标识出的关键部分，例如，对于某些产品sram(静态存储器)比较重要，则sram所在区域不能清洗；

(3)然后垂直清洗系统根据可清洗区的微粒分布，确定最佳清洗路线，根据可清洗区的微粒的密集程度，选择清洗的强度和时间，最后垂直清洗系统根据指定的清洗策略控制循环液体式吸头工作。

步骤(3)中最佳清洗路线的计算过程中，可以以时间为优化目标，以清洗时间最短的清洗路线作为最佳路线，也可根据实际工作情况选择其他的优化目标。所述清洗策略，包括清洗路线，以及某区域的清洗时间和清洗强度。

优选地，所述晶圆检测系统具体为表面缺陷扫描仪，所述垂直清洗系统为能够制定清洗策略的相应程序，垂直清洗系统分别与晶圆检测系统和循环液体式吸头连接，垂直清洗系统、晶圆检测系统和循环液体式吸头共同构成负压式清洗晶圆中微粒的装置。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：在垂直于晶圆表面方向，将微粒吸走，将传统的水平去除方式改为垂直去除方式，避免将微粒冲入图案中，同时有效地将嵌入在图案中的微粒吸出，也不会在水平方向上对图案造成刮伤，对整个晶圆表面的清洗效果相同，此外根据微粒数及微粒分布，确定不同区域的清洗方式。

附图说明：

图1为现有技术中擦洗器的结构示意图。

图2为图1中擦洗器清洗后晶圆表面形成的线状旋转的特殊图案。

图3为实施例1中涉及的循环液体式吸头的结构原理图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步描述。

实施例1：

如图3所示，本实施例涉及的一种用于晶圆清洗的循环液体式吸头，包括喷嘴2和吸嘴1，所述喷嘴2不断喷出液体，紧接着，在外侧压力的作用下，所述吸嘴1将喷出的液体吸走。

优选地，吸嘴1位于中心，环状的喷嘴2环形围绕在吸嘴1外侧，构成一体式结构的循环液体式吸头。

本实施例涉及的一种负压式清洗晶圆中微粒的方法，具体包括以下步骤：

(a1)确定清洗策略：晶圆检测系统通过检测出晶圆中微粒坐标，得到晶圆上微粒数和分布，然后将微粒坐标导入垂直清洗系统，垂直清洗系统将微粒分布图与集成电路gds(图形数据系统)中的特定区域进行对比，确定禁止清洗区和可清洗区，所述禁止清洗区是gds中标识出的关键部分，例如，对于某些产品sram(静态存储器)比较重要，则sram所在区域不能清洗，然后垂直清洗系统根据可清洗区的微粒分布，确定最佳清洗路线，根据可清洗区的微粒的密集程度，选择清洗的强度和清洗时间；

(a2)开始清洗：垂直清洗系统根据确定的清洗策略，控制循环液体式吸头工作，具体为：将所述循环液体式吸头的吸嘴和环形喷嘴的开口垂直对准晶圆表面，沿晶圆表面图案方向扫描，过程中，环形喷嘴不断将清洗液喷洒在晶圆表面，紧接着，在外侧压力的作用下，吸嘴将清洗液吸走，由清洗液浸润的微粒随之去除。清洗过程中，移动循环液体式吸头或移动晶圆，实现循环液体式吸头对整个晶圆表面的扫描。该方法能有效地吸走晶圆表面或嵌入图案中的微粒。

优选地，环形喷嘴和吸嘴的一端均为开口，环形喷嘴和吸嘴在另一端相连通，实现清洗液的循环利用。

所述步骤(a1)中最佳清洗路线的计算过程中，可以以时间为优化目标，以清洗时间最短的清洗路线作为最佳路线，也可根据实际工作情况选择其他的优化目标。所述清洗策略，包括清洗路线，以及某区域的清洗时间和清洗强度。

优选地，所述晶圆检测系统具体为表面缺陷扫描仪，所述垂直清洗系统为能够制定清洗策略的相应程序，垂直清洗系统分别与晶圆检测系统和循环液体式吸头连接。