DE-102025138448-A1 - VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR REINIGUNG VON HALBLEITERWAFERN

Abstract

Die vorliegende Offenbarung beschreibt ein Reinigungssystem, das eine von einem Kühlsystem erzeugte Reinigungsflüssigkeit verwendet. Das Reinigungssystem weist ein Kühlsystem auf, das eingerichtet ist, eine Reinigungsflüssigkeit zu erzeugen, eine Steuerung, die eingerichtet ist, die Temperatur der Reinigungsflüssigkeit zu steuern, einen Waferhalter, der eingerichtet ist, einen Wafer zu halten und zu drehen, eine erste Düse über dem Wafer, die eingerichtet ist, die Reinigungsflüssigkeit auf eine obere Fläche des Wafers zu sprühen, und eine zweite Düse unter dem Wafer, die eingerichtet ist, die Reinigungsflüssigkeit auf eine untere Fläche des Wafers zu sprühen.

Inventors

• Yen-Hao Chen
• FENG-TAO LEE
• Yung-Lung Hsu
• Wen-Tung Chuang

Assignees

• TAIWAN SEMICONDUCTOR MANUFACTURING CO., LTD.

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20250923

Priority Date

20250411

Claims (20)

1. Vorrichtung, aufweisend: einen Waferhalter, der zum Halten und Drehen eines Wafers eingerichtet ist; eine erste Düse über dem Wafer, die zum Sprühen einer ersten Reinigungsflüssigkeit auf eine obere Fläche des Wafers eingerichtet ist, wobei die erste Reinigungsflüssigkeit durch ein Kühlsystem erzeugt wird und sich eine erste Temperatur der ersten Reinigungsflüssigkeit unterhalb der Raumtemperatur befindet; und eine zweite Düse unter dem Wafer, die eingerichtet ist, eine zweite Reinigungsflüssigkeit auf eine untere Fläche des Wafers zu sprühen, wobei die zweite Reinigungsflüssigkeit durch das Kühlsystem erzeugt wird und sich eine zweite Temperatur der zweiten Reinigungsflüssigkeit unterhalb der Raumtemperatur befindet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , ferner aufweisend: eine dritte Düse unter dem Wafer, die eingerichtet ist, die zweite Reinigungsflüssigkeit auf die untere Fläche des Wafers zu sprühen, wobei sich die zweite und die dritte Düse auf entgegengesetzten Seiten des Waferhalters befinden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , ferner aufweisend: eine Leitung, welche die erste Düse mit dem Kühlsystem verbindet, wobei die Leitung eingerichtet ist, die erste Reinigungsflüssigkeit zu der ersten Düse zuzuführen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3 , ferner aufweisend: ein Ventil an der Leitung, das eingerichtet ist, eine Durchflussrate der zu der ersten Düse zugeführten ersten Reinigungsflüssigkeit zu steuern.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , ferner aufweisend: eine Leitung, welche die zweite Düse mit dem Kühlsystem verbindet, wobei die Leitung eingerichtet ist, die zweite Reinigungsflüssigkeit zu der zweiten Düse zuzuführen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , wobei jede von der ersten und der zweiten Temperatur im Bereich von ungefähr 5 °C bis ungefähr 15 °C liegt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , ferner aufweisend: einen ersten Temperatursensor, der an der ersten Düse angeordnet und eingerichtet ist, die erste Temperatur zu messen; und einen zweiten Temperatursensor, der an der zweiten Düse angeordnet und eingerichtet ist, die zweite Temperatur zu messen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , wobei eine Differenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur im Bereich zwischen ungefähr 0 °C und ungefähr 5 °C liegt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , wobei die erste und die zweite Reinigungsflüssigkeit durch das Kühlsystem erzeugtes entionisiertes Wasser aufweisen.
10. Verfahren, umfassend: Laden eines Wafers in eine Reinigungsvorrichtung; Erzeugen, mit einem Kühlsystem, einer Reinigungsflüssigkeit mit einer Temperatur unterhalb der Raumtemperatur; Zuführen der Reinigungsflüssigkeit zu einer ersten Düse über dem Wafer und einer zweiten Düse unter dem Wafer; und Reinigen einer oberen Fläche des Wafers mit der Reinigungsflüssigkeit unter Verwendung der ersten Düse und einer unteren Fläche des Wafers mit der Reinigungsflüssigkeit unter Verwendung der zweiten Düse.
11. Verfahren nach Anspruch 10 , ferner umfassend: Messen der Temperatur der Reinigungsflüssigkeit mit einem Temperatursensor an der ersten Düse.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , ferner umfassend: Steuern einer Durchflussrate der Reinigungsflüssigkeit mit einem Ventil an einer mit der ersten Düse verbundenen Leitung.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12 , wobei das Reinigen der oberen Fläche des Wafers umfasst: Drehen des Wafers mit einem Waferhalter; Sprühen der Reinigungsflüssigkeit auf die obere Fläche des Wafers; und Bewegen der ersten Düse von einem Rand des Wafers zu einer Mitte des Wafers, während der Wafer gedreht wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13 , wobei das Erzeugen der Reinigungsflüssigkeit mit dem Kühlsystem das Steuern der Temperatur der Reinigungsflüssigkeit zwischen ungefähr 5 °C und ungefähr 15 °C umfasst.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14 , ferner umfassend das Messen der Temperatur der aus dem Kühlsystem herausfließenden Reinigungsflüssigkeit mit einem Temperatursensor.
16. System, aufweisend: ein Kühlsystem, das zum Erzeugen einer Reinigungsflüssigkeit eingerichtet ist; eine Steuerung, die zum Steuern einer Temperatur der Reinigungsflüssigkeit eingerichtet ist; einen Waferhalter, der zum Halten und Drehen eines Wafers eingerichtet ist; eine erste Düse über dem Wafer, die zum Sprühen der Reinigungsflüssigkeit auf eine obere Fläche des Wafers eingerichtet ist; und eine zweite Düse unter dem Wafer, die zum Sprühen der Reinigungsflüssigkeit auf eine untere Fläche des Wafers eingerichtet ist.
17. System nach Anspruch 16 , ferner aufweisend: eine Leitung, welche die erste Düse mit dem Kühlsystem verbindet, wobei die Leitung eingerichtet ist, die Reinigungsflüssigkeit zu der ersten Düse zuzuführen; und ein Ventil an der Leitung, das eingerichtet ist, die Durchflussrate der Reinigungsflüssigkeit zu steuern.
18. System nach Anspruch 16 oder 17 , wobei die Temperatur der Reinigungsflüssigkeit im Bereich von ungefähr 5 °C bis ungefähr 15 °C liegt.
19. System nach einem der Ansprüche 16 bis 18 , ferner aufweisend: einen ersten Temperatursensor, der an der ersten Düse angeordnet und eingerichtet ist, eine erste Temperatur der zu der ersten Düse zugeführten Reinigungsflüssigkeit zu messen; und einen zweiten Temperatursensor, der an der zweiten Düse angeordnet und eingerichtet ist, eine zweite Temperatur der zu der zweiten Düse zugeführten Reinigungsflüssigkeit zu messen, wobei die Differenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur zwischen ungefähr 0 °C und ungefähr 5 °C liegt.
20. System nach einem der Ansprüche 16 bis 19 , wobei das Kühlsystem aufweist: eine erste Leitung, die eingerichtet ist, ein Kühlmittel zu enthalten, wobei ein Durchmesser der ersten Leitung im Bereich zwischen ungefähr 5 mm und ungefähr 10 mm liegt; eine zweite Leitung, die eingerichtet ist, die Reinigungsflüssigkeit zu enthalten; einen Temperatursensor an der zweiten Leitung, der eingerichtet ist, eine Temperatur der aus der zweiten Leitung herausfließenden Reinigungsflüssigkeit zu messen; und einen Kühltank, der eingerichtet ist, die erste und die zweite Leitung zu enthalten.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 63/715,401 mit dem Titel „Apparatus and Method for Cleaning Semiconductor Wafer“, eingereicht am 1. November 2024, die durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. HINTERGRUND Mit den Fortschritten in der Halbleitertechnologie ist die Nachfrage nach höherer Speicherkapazität, schnelleren Verarbeitungssystemen, höherer Leistung und geringeren Kosten gestiegen. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, verkleinert die Halbleiterindustrie die Dimensionen von Halbleitervorrichtungen, wie beispielsweise Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) einschließlich planarer MOSFETs, Finnen-Feldeffekttransistoren (FinFETs), Gate-All-Around-Feldeffekttransistoren (GAAFETs) und Nanostrukturtransistoren, kontinuierlich. Diese Verkleinerung hat die Komplexität des Halbleiterherstellungsprozesses erhöht und auch Defekte während des Herstellungsprozesses haben zugenommen. Ein Reinigungsprozess ist ein wichtiger Schritt im Herstellungsprozess, um Halbleiterwafer (z. B. Siliziumwafer) zu reinigen. Die Ausbeute eines Siliziumwafers steht im umgekehrtem Verhältnis zur Defektdichte (z. B. Sauberkeit und Partikelanzahl) bei der Waferverarbeitung. Eine Aufgabe des Waferreinigungsprozesses ist es, chemische Verunreinigungen und Partikelverunreinigungen zu entfernen, ohne einen Wafer zu verändern oder zu beschädigen. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN Aspekte der vorliegenden Offenbarung lassen sich am besten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verstehen.1 veranschaulicht eine Querschnittansicht eines Reinigungssystems gemäß einigen Ausführungsformen, das eine von einem Kühlsystem erzeugte Reinigungsflüssigkeit verwendet.Die 2, 3 und 4 veranschaulichen Teilquerschnittansichten eines Kühlsystems gemäß einigen Ausführungsformen.5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Reinigen eines Wafers mit einem Reinigungssystem gemäß einigen Ausführungsformen, das eine von einem Kühlsystem erzeugte Reinigungsflüssigkeit verwendet.6 ist ein Flussdiagramm eines Reinigungsprozesses zum Reinigen eines Wafers mit einer von einem Kühlsystem erzeugten Reinigungsflüssigkeit gemäß einigen Ausführungsformen.7 veranschaulicht ein Beispiel für ein Computersystem, in dem verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung implementiert sein können. Veranschaulichende Ausführungsformen werden jetzt unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen geben gleiche Bezugsnummern im Allgemeinen identische, funktionell ähnliche und/oder strukturell ähnliche Elemente an. AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG Die folgende Offenbarung stellt viele unterschiedliche Ausführungsformen oder Beispiele bereit, um unterschiedliche Merkmale des bereitgestellten Gegenstandes zu implementieren. Es werden nachstehend spezielle Beispiele von Komponenten und Anordnungen beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Diese sind natürlich lediglich Beispiele und sollen nicht beschränken. Das Bilden eines ersten Elements über einem zweiten Element in der folgenden Beschreibung kann beispielsweise Ausführungsformen umfassen, bei denen das erste und das zweite Element in direktem Kontakt gebildet sind, und auch Ausführungsformen, bei denen zusätzliche Funktionen zwischen dem ersten und dem zweiten Element gebildet sein können, sodass das erste und das zweite Element nicht in direktem Kontakt sein können. Wie hierin verwendet bedeutet die Bildung eines ersten Merkmals auf einem zweiten Merkmal, dass das erste Merkmal in direktem Kontakt mit dem zweiten Merkmal gebildet wird. Außerdem kann die vorliegende Offenbarung Bezugsnummern und/oder -zeichen in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung diktiert nicht an sich eine Beziehung zwischen den verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen und/oder Konfigurationen. Ferner können räumlich relative Begriffe, wie „darunter“, „unter“, „untere“, „über“, „obere“ und dergleichen zur Erleichterung der Erörterung hierin verwendet sein, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem bzw. zu anderen Elementen oder Merkmalen wie veranschaulicht in den Figuren zu beschreiben. Die räumlich relativen Begriffe sollen zusätzlich zu der Ausrichtung, die in den Figuren gezeigt ist, verschiedene Ausrichtungen der Vorrichtung bei der Verwendung oder beim Betrieb der Vorrichtung umfassen. Die Vorrichtung kann anderweitig ausgerichtet sein (um 90 Grad gedreht oder in anderen Ausrichtungen) und die hierin verwendeten räumlichen relativen Beschreiber können desgleichen dementsprechend interpretiert werden. Es ist zu beachten, dass Bezugnahmen in der Beschreibung auf „eine Ausführungsform“, „eine beispielhafte Ausführungsform“, „beispielhaft“ darauf hinweisen, dass die beschriebene Ausführungsform ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft umfassen kann,