一种晶圆后处理装置的制作方法

1.本发明属于晶圆干燥技术领域，具体而言，涉及一种晶圆后处理装置。


背景技术：

2.晶圆制造是集成电路(integrated circuit,ic)产业发展的关键环节。随着集成电路特征尺寸持续微缩，晶圆表面质量要求越来越高，因而晶圆制造过程对缺陷尺寸和数量的控制越来越严格。污染物是造成晶圆表面质量下降甚至产生缺陷的重要因素，因此需要采用清洗技术将晶圆表面污染物解吸，从而获得超清洁表面，特别是在化学机械抛光的后清洗干燥中，容易遇到液痕缺陷，这将导致氧化物厚度的局部变化，严重影响芯片制造合格率。
3.专利cn111540702b公开了一种竖直马兰戈尼晶圆处理装置，该晶圆处理装置采用弧形内壁面的半环型的挡圈结构，挡圈具有亲水性，能够将从晶圆边沿甩出的液体接住并将液体朝向挡圈两端引导，以防止这些液体甩到腔室顶壁等较高位置的壁面而避免液体在这些位置撞击、溅射引起的细小液滴污染晶圆正面空间和晶圆表面。
4.液体从晶圆甩到半环型挡圈内侧弧面上时，大多数的液体会沿挡圈内壁面向半环型外挡圈的两个终端方向流走；但也存在很少量的液体，会朝远离背板的方向沿挡圈内壁流动，从而在挡圈的边沿积聚成液滴，并会随机滴落至晶圆表面，影响晶圆表面的处理效果。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。
6.为此，本发明实施例的提供了一种晶圆后处理装置，其包括：
7.驱动机构，其竖直夹持晶圆并带动晶圆旋转；
8.供给臂，其在晶圆的侧面摆动并经由其上的喷嘴将液体供应至晶圆表面；
9.挡圈，其设置于所述驱动机构的外周侧；
10.所述挡圈配置有导流槽，其沿挡圈轮廓的边沿设置，所述导流槽将自晶圆甩出的流体积聚并导引至挡圈的下部。
11.作为优选实施例，所述导流槽设置于挡圈边沿的内侧面和/或外端面。
12.作为优选实施例，所述导流槽的数量至少一个。
13.作为优选实施例，所述导流槽垂直于挡圈边沿的侧面设置。
14.作为优选实施例，所述导流槽的截面为长条形，其深度及宽度比值与亲附流体的毛细力相匹配。
15.作为优选实施例，所述导流槽的深度与宽度的比值为0.1～50。
16.作为优选实施例，所述挡圈为环状结构，其边沿朝向挡圈的中心延伸设置；所述边沿的内侧面配置有导流槽，所述导流槽沿挡圈的径向间隔设置。
17.作为优选实施例，靠近挡圈中心的导流槽的宽度小于远离挡圈中心的导流槽的宽
度。
18.作为优选实施例，所述导流槽相对于挡圈边沿的侧面倾斜设置。
19.作为优选实施例，所述挡圈可拆卸地固定于晶圆后处理装置的背板，以将所述驱动机构整体罩设。
20.本发明的有益效果包括：挡圈配置的导流槽将自晶圆甩出的流体积聚并导引至挡圈的下部，有效避免挡圈顶部的液滴积聚而滴落，有效保证晶圆表面处理的效果。
附图说明
21.通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明的保护范围，其中：
22.图1是本发明所述晶圆后处理装置的结构示意图；
23.图2是本发明所述导流槽的一个实施例的示意图；
24.图3是本发明所述导流槽的另一个实施例的示意图；
25.图4是本发明所述导流槽的再一个实施例的示意图。
具体实施方式
26.下面结合具体实施例及其附图，对本发明所述技术方案进行详细说明。在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思；这些说明均是解释性和示例性的，不应理解为对本发明实施方式及本发明保护范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本技术权利要求书及其说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
27.本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。应当理解的是，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制，相同的参考标记用于表示附图中相同的部分。
28.在本发明中，“化学机械抛光(chemical mechanical polishing,cmp)”也称为“化学机械平坦化(chemical mechanical planarization,cmp)”，晶圆(wafer,w)也称基板(substrate)，其含义和实际作用等同。
29.图1是本发明所述一种晶圆后处理装置100的结构示意图，其包括驱动机构10及供给臂20，两者设置于箱体中。其中，驱动机构10为盘状结构，其外缘配置有卡爪，以可靠夹持晶圆；驱动机构10的后侧配置有驱动电机，以带动晶圆在竖直平面内旋转。供给臂20在电机组件的驱动下，在平行于晶圆w所在平面的竖直平面内摆动，供给臂20在其自由端配置有喷嘴，使得可以经由随供给臂20移动的喷嘴将液体供应至旋转的晶圆w的全局表面。
30.晶圆后处理装置100还包括挡圈30，其设置于驱动机构10的外周侧，以防止晶圆表面离心力甩出的液体落至箱体腔室的顶壁，从而避免液体在这些位置撞击、溅射引起的细小液滴污染晶圆正面空间及晶圆表面，避免腔室顶壁因液体积聚形成的液滴向下滴落污染晶圆。
31.由于挡圈30的上侧也会积聚部分液滴，这些液滴也会对晶圆的后处理产生影响。为解决上述技术问题，本发明的挡圈30配置有导流槽30a，如图2所示，其沿挡圈30的轮廓的
边沿设置，导流槽30a能够将晶圆甩出的液体引导至挡圈30的下部。具体地，积聚于挡圈30内侧壁顶部的液滴可以在导流结构的引导下，朝向挡圈30的下部流动，以避免液滴在重力作用下滴落至晶圆表面。
32.图2所示的实施例中，导流槽30a的数量为两件，其沿挡圈30的半径方向间隔设置。挡圈30内侧壁的接液面31的液滴朝向挡圈的边沿滑落，并滑落至导流槽的内部。
33.进一步地，导流槽30a的截面为长条形，其深度及宽度比值与亲附液体的毛细力相匹配。具体地，导流槽30a设置的宽度能够使得其能够提供合适的毛细力，以将液体积聚于导流槽30a并将液体可靠限定在导流槽30a内流动。可以理解的是，导流槽30a的毛细力不宜过强，过强的毛细力将导致液体不易靠重力和虹吸作用从导流槽的末端排出。
34.导流槽30a的宽度在0.02mm～8mm，可根据晶圆后处理装置的工况，如清洗及干燥的水流量，综合确定导流槽的宽度。
35.为保证导流槽30a具有足够的储水能力且不影响其毛细力，导流槽30a的深度与宽度的比值为0.1～50。优选地，导流槽30a的深度与宽度的比值为0.5～10。
36.在晶圆后处理过程中，挡圈30内侧顶部逐渐聚集的液滴，会在重力作用下，沿接液面31向挡圈30远离腔室背板那侧的边沿移动；当液滴接触到导流槽30a的开口位置时，会因导流槽窄缝结构的毛细作用而被快速拉进导流槽30a内。
37.导流槽30a内得到液体的位置如果液量继续增多，则增多的液体会因毛细作用，仍然处于导流槽30a内并向该位置的两侧或着其中一侧沿导流槽30a内输送；当液体和导流槽30a内壁面间的黏附力不足以抵消液体重力时，液体就会沿导流槽30a内向下流动至导流槽的末端。
38.导流槽30a末端槽内的液体在竖直方向上积累到临界排出高度时，末端再新增的液体会因导流槽的毛细力抵挡不了重力，而从导流槽30a的末端流出和新增液体等量的液体，这样就形成了导流槽30a积聚液流和导流排液的循环，从而持续不断地将顶部多余的积液顺利排走而不发生滴落污染晶圆。
39.图2中，挡圈30的边沿设置两个垂直于边沿侧面的导流槽30a，第一导流槽30a-1、第二导流槽30a-2。导流槽30a的深度及宽度为毫米级，以形成截面积较大的沟槽结构，保证其导流能力，实现快速高效的导流。
40.当局部需要导流的液体流量超过第一导流槽30a-1的积聚液流的能力时，溢出的液体将会被第二导流槽30a-2积聚并导流。可以理解的是，靠近挡圈30的边缘下端面的第二导流槽30a-2相当于第二道防线，有效增强了挡圈30防滴水效果的可靠性。
41.进一步地，导流槽30a的几何尺寸为毫米级，有利于保证结构强度；同时，毫米级沟槽结构，方便选择加工形成，以控制加工成本。
42.可以理解的是，挡圈30的导流槽也可以设置一个、三个、或者其他更多的数量，只要挡圈30的导流能力与晶圆后处理装置的制程工艺相匹配即可。
43.作为本发明的一个实施例，导流槽30a设置于挡圈30边沿的内侧面33和外端面34，如图3所示。挡圈30有多个导流槽，且从纵切面上看，导流槽30a的宽度、深度也可不相同。宽度较小的导流槽30a具有更强的毛细吸力，但是截面积的下降会降低其导流能力。配置更多数量的导流槽30a，可以对导流能力形成补充。一个导流槽30a来不及积聚和导流的液体，会被相邻的导流槽30a积聚和导流。由于本实施例所用的导流槽30a的宽度和深度都比较小，
不需要因为设置导流槽30a而使挡圈30远离箱体背板方向的外缘明显增厚，以避免占用箱体腔室内部的其他作业空间。
44.图4是本发明所述导流槽另一个实施例的示意图，该结构能导流的液体流量相对较小，适用于液体流量不大的场景。导流槽30a位于挡圈30边沿的下端面34，如此设置，有利于把挡圈30的接液面31的剖面线设计的更陡峭，使得晶圆甩出液体的方向和接液面31的夹角更小，以增强防溅射能力。
45.作为图2实施例的变体，导流槽30a也可以相对于挡圈30边沿的侧面倾斜设置，如此也能够保证导流槽30a的导流效果，避免挡圈30内侧壁顶部的液滴滴落而影响晶圆的后处理效果。
46.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
47.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。