单晶片清洗设备化学药液温度控制系统研制

马 嘉，吴 仪，王锐廷，李文杰

(北京七星华创电子股份有限公司IC工艺设备研发中心，北京 101312)

按照国际半导体技术发展路线图（ITRS）指 引，晶片尺寸进一步加大，器件特征尺寸不断缩小，造成晶片高集成化、器件结构超微小化，从而对晶片洁净程度、表面化学态、微粗糙度等提出更为严苛的要求。而一些新材料的使用和生产工艺的改变也给清洗工艺带来新的挑战，如Low-k材料的应用、更高的选择性、腐蚀的均匀性等要求。因而，高性能的晶片清洗设备是实现纳米级清洗的关键。

化学湿法清洗设备可分为批量槽式和单晶片清洗两种方式。与槽式清洗相比，单晶片清洗方式能有效避免晶片清洗的交叉污染，能够有效清洗晶片的背面、边缘，能够满足多品种小批量的清洗需求，具有清洗药液回收效率高，良品率高等优势。当主流工艺从90 nm发展到65 nm及以下工艺节点时，传统的槽式清洗方法已不能满足极大规模集成电路制造中关键步骤的清洗要求，单晶片清洗设备是大势所趋。

化学药液传输系统是单晶片清洗设备研制的关键系统之一，它为整个设备在线提供满足工艺需求的一定温度、压力、流量的化学药液，从而保证晶片表面腐蚀的均匀性和一致性。

在后道铜互连清洗设备等应用中往往由于化学药液昂贵的价格，需要将药液回收再循环使用以降低成本，而工艺处理中由于化学药液会喷淋在晶片表面，存在着药液与晶片本身以及与空气间的热交换，造成药液温度损失严重，导致回收的药液对化学药液供给管路的温度产生较大干扰；……