一种改善铜电镀过程中晶圆洗边环境的管路及洗边保护罩的制作方法

1.本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种改善铜电镀过程中晶圆洗边环境的管路及洗边保护罩。


背景技术：

2.半导体制造时，在铜电镀制程中，晶圆洗边工艺是将晶圆放置在洗边腔体内，由固定位置的洗边喷嘴喷射酸液，通过晶圆旋转实现晶圆边缘铜膜的移除。在晶圆旋转过程中，其表面的液体会有一部分甩出。
3.参见附图1，图1为现有技术中正常时洗边腔体与导流板相对位置示意图，从图中可以明显看出，现有洗边腔体配置有导流板500，洗边时洗边腔体保护罩会带动导流板500升到预定高度，对晶圆甩出的液体有导流作用。继续参见附图2，图2为异常时洗边腔体与导流板相对位置示意图，从图中可以明显看出，当导流板高度偏低时，晶圆洗边过程中表面的液体甩到导流板上部，会被反弹回晶圆表面，腐蚀掉晶圆表面电镀的铜。
4.因此，如何提供一种改善铜电镀过程中晶圆洗边环境的管路及洗边保护罩，以克服现有技术中存在的上述缺陷，日益成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种改善铜电镀过程中晶圆洗边环境的管路及洗边保护罩，以改善现有技术存在的在对晶圆进行洗边时，通过晶圆旋转而被甩出的液体反弹到晶圆表面，腐蚀掉晶圆表面电镀的铜的问题。
6.为了达到上述目的，本发明提供了一种改善铜电镀过程中晶圆洗边环境的管路，适用于洗边腔体，所述洗边腔体包括用于放置晶圆的洗边平台和围设在所述洗边平台上方的洗边保护罩，所述管路为包括数个气体喷出孔和至少一个气体输入孔的管道；
7.其中，所述管路位于所述洗边保护罩的内壁，且所述气体喷出孔朝向所述洗边保护罩内壁下方；
8.当所述洗边保护罩升起后，所述气体喷出孔位置高于所述晶圆位置。
9.可选的，所述管路为圆环管道，所述气体喷出孔周向设置在所述圆环管道上。
10.可选的，所述洗边保护罩为圆柱型，所述圆环管道围设的圆环直径与所述洗边保护罩的内侧直径适配。
11.可选的，所述管路的材质包括：防酸材质。
12.可选的，所述管路的管体包括：圆管或矩形管。
13.可选的，所述气体喷出孔等间距的分布在所述管路上。
14.可选的，所述气体输入孔的孔径大于所述气体喷出孔孔径。
15.本发明还提供了一种改善铜电镀过程中晶圆洗边环境的洗边保护罩，包括上述任一项所述的改善铜电镀过程中晶圆洗边环境的管路。
16.可选的，所述洗边保护罩包括一控制单元，所述控制单元控制所述洗边保护罩的
升降以及所述管路的气体喷射；
17.其中，当所述洗边保护罩上升至所述气体喷出孔位置高于所述晶圆位置时，所述管路开始喷射气体；
18.当所述洗边保护罩开始下降前停止喷射气体。
19.可选的，所述气体包括：惰性气体。
20.与现有技术相比，本发明提供的一种改善铜电镀过程中晶圆洗边环境的管路及洗边保护罩具有以下有益效果：
21.本发明提供的一种改善铜电镀过程中晶圆洗边环境的管路，适用于洗边腔体，所述洗边腔体包括用于放置晶圆的洗边平台和围设在所述洗边平台上方的洗边保护罩，所述管路为包括数个气体喷出孔和至少一个气体输入孔的管道；其中，所述管路位于所述洗边保护罩的内壁，且所述气体喷出孔朝向所述洗边保护罩内壁下方；当所述洗边保护罩升起后，所述气体喷出孔位置高于所述晶圆位置。本发明提供的改善铜电镀过程中晶圆洗边环境的管路，通过将所述管路设置在洗边保护罩上端内壁，并在所述管路上设置气体喷出孔和气体输入孔，通过所述气体喷出孔将洗边时晶圆旋转甩出的液体沿着保护罩内壁向下吹，以此来防止酸液向上反溅，从而减少晶圆表面缺陷，同时降低了洗边腔体局部氧浓度，减少了晶圆表面铜氧化，达到提高产品良率的目的。
22.本发明提供的一种改善铜电镀过程中晶圆洗边环境的洗边保护罩，通过在所述洗边保护罩内设置所述管路，所述管路设置在洗边保护罩上端内壁，并在所述管路上设置气体喷出孔和气体输入孔，通过所述气体喷出孔将洗边时晶圆旋转甩出的液体沿着保护罩内壁向下吹，以此来防止酸液向上反溅，从而减少晶圆表面缺陷，同时降低了洗边腔体局部氧浓度，减少了晶圆表面铜氧化，达到提高产品良率的目的。
附图说明
23.图1为现有技术中正常时洗边腔体与导流板相对位置示意图；
24.图2为现有技术中异常时洗边腔体与导流板相对位置示意图；
25.图3为本发明一实施例提供的管路与洗边腔体的相对位置示意图；
26.其中，100-管路，200-洗边平台，300-氮气喷射方向，400-液体流向，500-导流板。
具体实施方式
27.下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。应当了解，说明书附图并不一定按比例的显示本发明的具体结构，并且在说明书附图中用于说明本发明某些原理的图示性特征也会采取略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。以及，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
28.在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一
系列任务，且本文所呈现的这些任务的顺序并非必须是可执行这些任务的唯一顺序，且一些所述的任务可被省略和/或一些本文未描述的其他任务可被添加到该方法。
29.实施例一
30.本实施例提供了一种改善铜电镀过程中晶圆洗边环境的管路100，参见附图3，附图3为本发明一实施例提供的管路100与洗边腔体的相对位置示意图相对位置示意图，从图中可以明显看出，本实施例提供的善铜电镀过程中晶圆洗边环境的管路100，适用于洗边腔体，所述洗边腔体包括用于放置晶圆的洗边平台200和围设在所述洗边平台200上方的洗边保护罩，所述管路100为包括数个气体喷出孔和至少一个气体输入孔的管道；其中，所述管路100位于所述洗边保护罩的内壁，且所述气体喷出孔朝向所述洗边保护罩内壁下方；当所述洗边保护罩升起后，所述气体喷出孔位置高于所述晶圆位置。
31.如此设置，本发明提供的改善铜电镀过程中晶圆洗边环境的管路100，通过将所述管路100设置在洗边保护罩上端内壁，并在所述管路100上设置气体喷出孔和气体输入孔，通过所述气体喷出孔将洗边时晶圆旋转甩出的液体沿着保护罩内壁向下吹，以此来防止酸液向上反溅，从而减少晶圆表面缺陷，同时降低了洗边腔体局部氧浓度，减少了晶圆表面铜氧化，达到提高产品良率的目的。需要进一步说明的是，所述气体输入孔的位置并不做限定，无论设置在所述管路的任意位置都可以进行气体输入，本领域的技术人员可以理解的，使用者可根据使用环境及需求选择在所述管路的合适位置设置所述气体输入孔。
32.在其中一种优选实施方式中，所述管路为圆环管道，所述气体喷出孔周向设置在所述圆环管道上。所述圆环管道形状简单，与所述洗边保护罩安装方便。
33.优选的，所述洗边保护罩为圆柱型，所述圆环管道围设的圆环直径与所述洗边保护罩的内侧直径适配。由此，所述管路100能够更好的与所述洗边保护罩内壁贴合连接。
34.优选的，所述管路100的材质包括：防酸材质。因在对所述洗边腔体内的晶圆进行洗边工艺时，所使用的洗边液具有酸性，飞溅的酸性洗边液具有腐蚀性，由此，所述管路100采用防酸材质制作可以避免飞溅的酸性洗边液腐蚀所述管路100，提高了所述管路100的使用寿命。在其中一种优选实施方式中，所述防酸材质为特氟龙材料。所述特氟龙材料具有抗酸抗碱特性，几乎不溶于所有溶剂，使用寿命长。在另外一种优选实施方式中，所述防酸材质为聚丙烯材质，所述聚丙烯材质耐热、耐腐蚀、密度小质量轻。本领域的技术人员可以理解的，无论采用那种防酸材质都可以在所述洗边腔体中使用，本发明不做严格规定。
35.在其中一种优选实施方式中，所述管路100的管体包括：圆管或矩形管。当所述管路100的管体为圆管时，所述气体喷出孔与述圆环管道内环面呈一锐角/平行，当所述管路100的管体为矩形管时，所述气体喷出孔与述圆环管道内环面平行，如此设置，所述气体喷出孔喷射的气体能够沿着所述洗边保护罩内壁向下喷出。保障了所述晶圆在洗边过程中甩出到所述洗边保护罩上的酸液能被所述气体喷出孔喷射的气体喷射向下。
36.优选的，所述气体喷出孔等间距的分布在所述管路100上。当所述气体喷出孔的间距不一时，在间距过大处，气体从所述气体喷出孔喷射时，无法保障所述晶圆甩出的酸液能被向下吹到，而无法被吹到的酸液有可能向上反溅导致晶圆表面缺陷。由此，等间距设置的所述气体喷出孔能够保障气体从所述气体喷出孔喷射时，所述气体均匀向下喷出并将所述晶圆甩出的酸液向下吹。
37.优选的，所述气体输入孔的孔径大于所述气体喷出孔孔径。如此设置，保障了有足
够的气体从所述气体输入孔进入所述管路100，并从所述气体喷出孔向下喷射。
38.实施例二
39.本实施例提供了一种改善铜电镀过程中晶圆洗边环境的洗边保护罩，包括上述任一项所述的改善铜电镀过程中晶圆洗边环境的管路100。通过在所述洗边保护罩内设置所述管路100，所述管路100设置在洗边保护罩上端内壁，并在所述管路100上设置气体喷出孔和气体输入孔，通过所述气体喷出孔将洗边时晶圆旋转甩出的液体沿着保护罩内壁向下吹，以此来防止酸液向上反溅，从而减少晶圆表面缺陷，同时降低了洗边腔体局部氧浓度，减少了晶圆表面铜氧化，达到提高产品良率的目的。
40.优选的，，所述洗边保护罩包括一控制单元，所述控制单元控制所述洗边保护罩的升降以及所述管路100的气体喷射；其中，当所述洗边保护罩上升至所述气体喷出孔位置高于所述晶圆位置时，所述管路100开始喷射气体；当所述洗边保护罩开始下降前停止喷射气体。如此设置，本发明提供的改善铜电镀过程中晶圆洗边环境的管路100，保障了所述晶圆在洗边过程中甩出到所述洗边保护罩上的酸液能被所述气体喷出孔喷射的气体喷射向下。且在所述洗边保护罩开始下降前停止喷射气体，由此，当所述晶圆停止洗边工艺后，所述气体喷出孔停止喷射气体，降低了气体喷射成本。
41.优选的，所述气体包括：惰性气体。如此设置，所述惰性气体在喷射向下时，与所述晶圆进行洗边操作时甩出的酸液接触时不会发生化学反应，影响所述晶圆。在其中一种优选实施方式中，所述惰性气体选用氮气，在晶圆制造过程中，氮气在其他环节中同样需要使用，因此，选用氮气作为喷射气体不需额外增加设备引入新的惰性气体，可直接引用现有环节中的氮气使用，无需为此增加额外的成本。
42.另外，在本文各个实施方式中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明说中的各个组件。元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
43.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
44.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。
45.综上，在本发明提供的一种改善铜电镀过程中晶圆洗边环境的管路100，适用于洗边腔体，所述洗边腔体包括用于放置晶圆的洗边平台200和围设在所述洗边平台200上方的洗边保护罩，所述管路100为包括数个气体喷出孔和至少一个气体输入孔的管道；其中，所述管路100位于所述洗边保护罩的内壁，且所述气体喷出孔朝向所述洗边保护罩内壁下方；当所述洗边保护罩升起后，所述气体喷出孔位置高于所述晶圆位置。本发明提供的改善铜
电镀过程中晶圆洗边环境的管路100，通过将所述管路100设置在洗边保护罩上端内壁，并在所述管路100上设置气体喷出孔和气体输入孔，通过所述气体喷出孔将洗边时晶圆旋转甩出的液体沿着保护罩内壁向下吹，以此来防止酸液向上反溅，从而减少晶圆表面缺陷，同时降低了洗边腔体局部氧浓度，减少了晶圆表面铜氧化，达到提高产品良率的目的。
46.本发明提供的一种改善铜电镀过程中晶圆洗边环境的洗边保护罩，通过在所述洗边保护罩内设置所述管路100，所述管路100设置在洗边保护罩上端内壁，并在所述管路100上设置气体喷出孔和气体输入孔，通过所述气体喷出孔将洗边时晶圆旋转甩出的液体沿着保护罩内壁向下吹，以此来防止酸液向上反溅，从而减少晶圆表面缺陷，同时降低了洗边腔体局部氧浓度，减少了晶圆表面铜氧化，达到提高产品良率的目的。
47.上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。