CN101295622B - 清洗晶圆的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清洗晶圆的装置及方法。本发明清洗晶圆的装置包括：清洗室，用于容置待清洗的晶圆；闸门，用于将清洗室内的清洗液泻放到储液池内；储液池，用于容置从清洗室内泻放的清洗液；第一传输管道，连通清洗室和三通阀门；第二传输管道，连通储液池和三通阀门；第三传输管道，连通三通阀门和回流泵；第四传输管道，连通回流泵和过滤器；第五传输管道，连通过滤器和清洗室；三通阀门，用于控制循环清洗管路和回收管路的开启或关闭；回流泵，用于抽取清洗室或储液池内清洗液传输到过滤器中；过滤器，用于过滤回流泵传输的清洗液。本发明清洗晶圆的装置能有效去除晶圆表面的微细颗粒，并能循环利用清洗液。

Description

清洗晶圆的装置及方法

技术领域

本发明涉及清洗晶圆的装置及方法。

背景技术

洁净的晶圆是芯片生产全过程中的基本要求，一般来说，芯片生产全部工艺过程中高达20％的步骤为晶圆清洗。晶圆表面有4大常见类型的污染：微细颗粒；有机残余物；无机残余物；需要去除的氧化层。

通常来说，一个晶圆清洗的工艺或一系列的工艺，必须在去除上述的晶圆表面全部污染物的同时，不会刻蚀或损害晶圆表面。

对于晶圆表面的微细颗粒这种污染物，晶圆表面的微细颗粒大小的范围可以从大于50微米变化到小于1微米。大的微细颗粒，例如大于50微米的，可以用传统的化学浸泡池和相应的清水冲洗除去。而较小的颗粒，例如小于1微米的，由于静电引力和毛细血管引力的存在被吸附在表面，所以很难除去。对于静电引力，可以通过控制清洗液与晶圆的相对移动速度来减小静电引力，从而使微细颗粒从晶圆表面脱落而保留在溶液中。而对于毛细血管引力，就需要一些表面活性剂或机械的辅助了，例如超声波。

申请号为03265857.5的实用新型公开了一种晶圆清洗装置，包括槽体、能够带动晶圆滚动的滚动机构和供给清洗液的注水机构，藉由控制可调式注水机构与滚动机构的相对运动机制来达到控制槽体内清洗液的流速与流量对晶圆清洗的目的。但现有技术的缺陷在于：

1.现有技术对由于毛细血管引力造成的微细颗粒被吸附在晶圆表面的问题，并没有很有效的方法去除，因而影响了晶圆清洗效果。

2.现有技术并没有设置清洗液的回收装置，导致清洗液不能被循环利用，造成了清洗成本的提高。

发明内容

本发明即是为了解决由于毛细血管引力造成的微细颗粒被吸附在晶圆表面而不能被有效去除的问题。

本发明还解决清洗液不能被循环利用的问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种清洗晶圆的装置，包括：

清洗室，用于容置待清洗的晶圆；

闸门，位于清洗室底部，用于将清洗室内的清洗液泻放到储液池内；

储液池，连通清洗室底部，用于容置从清洗室内泻放的清洗液；

第一传输管道，连通清洗室和三通阀门；

第二传输管道，连通储液池和三通阀门；

第三传输管道，连通三通阀门和回流泵；

第四传输管道，连通回流泵和过滤器；

第五传输管道，连通过滤器和清洗室；

三通阀门，分别连通第一传输管道、第二传输管道和第三传输管道，用于控制循环清洗管路和回收管路的开启或关闭；

回流泵，依次连接第四传输管道、过滤器、第五传输管道、清洗室、第一传输管道、三通阀门和第三传输管道构成循环清洗管路，用于抽取清洗室内清洗液传输到过滤器中；依次连接第四传输管道、过滤器、第五传输管道、清洗室、储液池、第二传输管道、三通阀门和第三传输管道构成回收管路，用于抽取储液池内清洗液传输到过滤器中；

过滤器，通过第五传输管道连通清洗室，用于过滤回流泵传输的清洗液，并传输回清洗室。

相应地，本发明还提供一种清洗晶圆的方法，包括下列步骤：

向清洗室内灌满清洗液；

当灌满清洗液后，在清洗室内循环浸洗晶圆；

循环浸洗结束后，从清洗室内泻放清洗液冲洗晶圆；

冲洗晶圆完成后，回收清洗液。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本发明清洗晶圆的装置通过闸门泻放清洗室内的清洗液，对晶圆表面产生很强的向下拉力，从而使由于毛细血管引力被吸附在晶圆表面的微细颗粒从晶圆表面脱落随清洗液流入储液池。

2.本发明清洗晶圆的装置的回收管路能将清洗液重新输回清洗室内，使清洗液可以被循环利用，从而降低了工艺成本。

附图说明

图1是本发明清洗晶圆的装置循环清洗晶圆示意图；

图2是本发明清洗晶圆的装置泻放清洗液冲洗晶圆示意图；

图3是本发明清洗晶圆的装置回收清洗液示意图；

图4是本发明清洗晶圆的方法流程图。

具体实施方式

本发明清洗晶圆的装置通过闸门泻放清洗液来去除由于毛细血管引力被吸附在晶圆表面的较小微细颗粒，通过回流泵将清洗液重新输回清洗室来使清洗液能够被循环利用。如图1所示，本发明清洗晶圆的装置包括：

清洗室1，用于容置待清洗的晶圆；

闸门3，位于清洗室1底部，用于将清洗室1内的清洗液泻放到储液池4内；

储液池4，连通清洗室1底部，用于容置从清洗室1内泻放的清洗液；

第一传输管道9，连通清洗室1和三通阀门7；

第二传输管道8，连通储液池4和三通阀门7；

第三传输管道10，连通三通阀门7和回流泵5；

第四传输管道11，连通回流泵5和过滤器6；

第五传输管道12，连通过滤器6和清洗室1；

三通阀门7，分别连通第一传输管道9、第二传输管道8和第三传输管道10，用于控制循环清洗管路和回收管路的开启或关闭；

回流泵5，依次连接第四传输管道11、过滤器6、第五传输管道12、清洗室1、第一传输管道9、三通阀门7和第三传输管道10构成循环清洗管路，用于抽取清洗室1内清洗液传输到过滤器6中；依次连接第四传输管道11、过滤器6、第五传输管道12、清洗室1、储液池4、第二传输管道8、三通阀门7和第三传输管道10构成回收管路，用于抽取储液池4内清洗液传输到过滤器6中；

过滤器6，通过传输管道12连通清洗室，用于过滤回流泵5传输的清洗液，并传输回清洗室1。

所述清洗室1内装有喷淋头，用于向晶圆喷淋清洗液。

所述清洗室内装有超声波振荡器。

相应地，本发明清洗晶圆的方法包括：

步骤s1，向清洗室内灌满清洗液；

步骤s2，当灌满清洗液后，在清洗室内循环浸洗晶圆；

步骤s3，循环浸洗结束后，从清洗室内泻放清洗液冲洗晶圆；

步骤s4，冲洗晶圆完成后，回收清洗液。

结合图1和图4所示，晶圆清洗前，晶圆固定架将晶圆固定于清洗室内，清洗室获知晶圆被晶圆固定架固定后，开始灌注清洗液，直到清洗液灌满整个清洗室。

当清洗液灌满清洗室后，三通阀门7开启循环管路，回流泵5通过第一传输管道9和第三传输管道10不断抽取清洗室内的清洗液，并通过第四传输管道11将清洗液传输至过滤器6中过滤，过滤器6再将经过滤的清洗液通过第五传输管道12传输回清洗室1内。如此往复循环，对于清洗室1内的晶圆进行循环浸洗。

当循环浸洗结束后，清洗室1开启闸门3，将清洗液从清洗室1内向储液池4泻放，并且三通阀门7关闭循环管路。此时，由于清洗液对晶圆表面的相对速度变得很快，因此会产生一个很大的向下的拉力，这样就能冲走由于毛细血管引力而被吸附在晶圆表面的微细颗粒来对晶圆进行清洗。

当清洗室内的清洗液泻放完后，闸门3关闭，三通阀门7开启回收管路，使得回流泵5抽取储液池4内的清洗液，并通过第四传输管道11将清洗液传输至过滤器6中过滤，过滤器6再将经过滤的清洗液通过第五传输管道12传输回清洗室1内。这个过程一直持续到清洗室1被重新灌满。这样就能使得清洗液被循环利用。

为了达到更好的清洗效果，本发明晶圆清洗装置还可在清洗室内加装超声波振荡器(未显示)和喷淋头。

当清洗液灌满清洗室1后，超声波振荡器启动，开始利用超声波对晶圆进行清洗，通过超声波将由于毛细血管引力被吸附在晶圆表面的微细颗粒震落，并且三通阀门7开启循环管路，回流泵5通过第一传输管道9和第三传输管道10不断抽取将清洗室1内的清洗液，并通过第四传输管道11将清洗液传输至过滤器6中过滤，过滤器6再将经过滤的清洗液通过第五传输管道12传输回清洗室1内。如此往复循环，对于清洗室1内的晶圆进行循环浸洗。

当循环浸洗结束后，清洗室1开启闸门3，将清洗液从清洗室1内向储液池4泻放，同时喷淋头启动，向晶圆表面喷洒清洗液，保证晶圆表面始终处于湿润状态，防止微细颗粒再次附着于晶圆表面，并且三通阀门7关闭循环管路。此时，由于清洗液对晶圆表面的相对速度变得很快，因此会产生一个很大的向下的拉力，这样就能冲走由于毛细血管引力而被吸附在晶圆表面的微细颗粒来对晶圆进行清洗。

当清洗室内的清洗液泻放完后，闸门3关闭，三通阀门7开启回收管路，使得回流泵5抽取储液池4内的清洗液，并通过第四传输管道11将清洗液传输至过滤器6中过滤，过滤器6再将经过滤的清洗液通过第五传输管道12传输回清洗室1内。这个过程一直持续到清洗室1被重新灌满。这样就能使得清洗液被循环利用。

综上所述，本发明清洗晶圆的装置通过闸门泻放清洗液来去除由于毛细血管引力被吸附在晶圆表面的微细颗粒，通过回收管路将清洗液重新输回清洗室，以备下次清洗晶圆使用来使清洗液能够被循环利用，解决了由于毛细血管引力造成的微细颗粒被吸附在晶圆表面而不能被有效去除以及清洗液不能被循环利用的问题。

Claims (4)

1.一种清洗晶圆的装置，其特征在于，包括：

清洗室，用于容置待清洗的晶圆；

闸门，位于清洗室底部，在清洗室的清洗结束后开启，将清洗室内的清洗液泻放到储液池内；

储液池，紧贴清洗室底部，在闸门开启时容置从清洗室内泻放的清洗液；

第一传输管道，连通清洗室和三通阀门；

第二传输管道，连通储液池和三通阀门；

第三传输管道，连通三通阀门和回流泵；

第四传输管道，连通回流泵和过滤器；

第五传输管道，连通过滤器和清洗室；

三通阀门，分别连通第一传输管道、第二传输管道和第三传输管道，用于控制循环清洗管路和回收管路的开启或关闭；

回流泵，依次连接第四传输管道、过滤器、第五传输管道、清洗室、第一传输管道、三通阀门和第三传输管道构成循环清洗管路，用于抽取清洗室内清洗液传输到过滤器中；依次连接第四传输管道、过滤器、第五传输管道、清洗室、储液池、第二传输管道、三通阀门和第三传输管道构成回收管路，用于抽取储液池内清洗液传输到过滤器中；

过滤器，通过第五传输管道连通清洗室，用于过滤回流泵传输的清洗液，并传输回清洗室。

2.如权利要求1所述的清洗晶圆的装置，其特征在于，所述清洗室内装有喷淋头，用于向晶圆喷淋清洗液。

3.如权利要求1所述的清洗晶圆的装置，其特征在于，所述清洗室内装有超声波振荡器。

4.一种基于权利要求1的清洗晶圆的装置的清洗晶圆的方法，其特征在于，包括下列步骤：

向清洗室内灌满清洗液；

当灌满清洗液后，在清洗室内循环浸洗晶圆；

循环浸洗结束后，从清洗室内泻放清洗液冲洗晶圆；

冲洗晶圆完成后，回收清洗液。

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