CN101850344A

CN101850344A - 半导体器件清洗装置及清洗方法

Info

Publication number: CN101850344A
Application number: CN201010187362A
Authority: CN
Inventors: 张晨骋
Original assignee: Shanghai Integrated Circuit Research and Development Center Co Ltd
Current assignee: Shanghai IC R&D Center Co Ltd
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2010-10-06

Abstract

本发明提供半导体器件清洗装置和清洗方法，所述装置通过增设送气单元，向第一水槽内输送气体，从而增加第一水槽内纯水的气体含量，从而使含较高气体含量的纯水与超声波发生装置结合，增加超声波清洗半导体器件的效果和效率；所述清洗方法，在纯水清洗半导体器件之前，向纯水中通入气体，从而增加超声波清洗半导体器件的效果和效率；本发明解决了超声波清洗半导体器件效率低、效果差的技术问题。

Description

半导体器件清洗装置及清洗方法

技术领域

本发明涉及集成电路工艺技术领域，具体涉及可以增强颗粒去除能力的半导体器件清洗装置和清洗方法。

背景技术

伴随集成电路制造工艺的不断进步，半导体器件的体积正变得越来越小，这也导致了非常微小的颗粒也变得足以影响半导体器件的制造和性能。同时，由于器件的尺寸持续缩小，因此，原来最常用于去除硅片表面颗粒的方法之一----刻蚀衬底，将无法继续使用下去了。所以，面对这种情况，越来越多的通过物理作用去除表面颗粒的技术被应用于硅片清洗。通过超声波来去除硅片表面颗粒就是目前应用最广泛的技术之一。

然而现有的超声波清洗装置和清洗方法中，超声波清洗半导体器件的效果还不是很理想，尤其是需要在短时间内清洗大量半导体器件的情况下，经常会发生清洗不完全的情况。

有鉴于此，需要提供一种装置或方法，以提升超声波清洗的效率和效果。

发明内容

为了解决现有半导体器件清洗装置和清洗方法清洗效率低、效果差的技术问题，本发提供半导体器件清洗装置及清洗方法。

为了达到上述目的，本发明的半导体器件清洗装置，包括：第一水槽和第二水槽，所述第一水槽上设有排气管和进水口，所述排气管上设有第一阀门，所述第一水槽和所述第二水槽之间设有第一连接管，所述第一连接管上设有第二阀门，所述第二水槽上设有进气管，所述第二水槽上还设有与工艺腔连接的第二连接管，所述第二连接管上设有第三阀门；其中，所述第一水槽还连接送气单元，用于向所述第一水槽输送气体。

可选的，在所述的半导体器件清洗装置中，所述送气单元位于所述第一水槽外，包括：主送气管、分气盘以及分送气管，所述主送气管与所述分送气管通过所述分气盘连接，所述分送气管连接所述第一水槽。

可选的，在所述的半导体器件清洗装置中，所述送气单元包括主送气管和分气管，所述分气管位于所述第一水槽内，所述主气管穿过所述第一水槽壁与所述分气管的一端连接，所述分气管的另一端封闭。

可选的，在所述的半导体器件清洗装置中，所述分气管呈螺旋状，所述分气管上均匀分布多个气孔。

可选的，在所述的半导体器件清洗装置中，所述主送气管的内径大于所述分送气管的内径。

可选的，在所述的半导体器件清洗装置中，所述主送气管的内径为1至2英寸，所述分送气管的内径为1/16至1/4英寸。

可选的，在所述的半导体器件清洗装置中，所述第一水槽的容积为10-100升。

本发明还提供一种利用前述的半导体器件清洗装置清洗半导体器件的方法，包括如下步骤：

打开第一阀门；

向所述第一水槽内注入纯水；

停止注入纯水，打开所述送气单元，向所述第一水槽输送气体；

关闭所述第一阀门和所述送气单元，打开所述第二阀门，纯水由第一水槽流入第二水槽；

关闭所述第二阀门；

当对所述工艺腔进行工艺操作时，打开第三阀门，向所述工艺腔提供纯水；

纯水配合超声波发生装置，清洗所述半导体器件。

可选的，在所述的清洗半导体器件的方法中，所述送气单元向所述第一水槽输送的气体为氮气或氧气。

可选的，在所述的清洗半导体器件的方法中，所述第一阀门使所述第一水槽内的气压大于1个大气压。

可选的，在所述的清洗半导体器件的方法中，所述工艺腔为浸没式清洗槽或单片式冲洗工艺腔。

可选的，在所述的清洗半导体器件的方法中，所述超声波发生装置的频率为200kHZ-3MHZ。

与现有的清洗装置相比，本发明的半导体器件清洗装置，由于在第一水槽上设有送气单元，所述送气单元可以向注有纯水的第一水槽内通入气体，增加纯水中的气体含量，从而使气体含量较高的纯水与超声波发生装置配合，能够达到更好的清洗半导体器件的效果。

与现有的清洗方法相比，本发明的半导体期间清洗方法，在使用纯水清洗半导体器件前，通过增加纯水中的气体含量，可以使气体含量较高的纯水与超声波发生装置配合，能够达到更好的清洗半导体器件的效果。

附图说明

图1为本发明半导体器件清洗装置的一个实施例的结构示意图。

图2为本发明半导体器件清洗装置的另一个实施例的结构示意图。

图3为本发明分气管的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的保护范围更加清楚易懂，下面结合本发明的较佳实施例对本发明的技术方案进行描述。

根据研究结果表明，超声波清洗的效果在很大程度上是取决于所使用的纯水中的气体含量。气体含量越高，超声波鼓泡的效率也越高。有实验数据表明，在相同的超声波频率和能量的气体下，增加水中的氧气含量，颗粒去除效果将会明显改善。

纯水中的气体含量取决于该种气体在水中的溶解度、环境温度、该气体压力以及水和气体是否能充分接触。在20度的空气中，氧气的溶解度为0.006，但当处于纯氧气环境中，相同压力和温度下溶解度就大大增加到了0.031。

本发明的核心思想在于，半导体器件清洗装置通过在第一水槽上设置送气单元，送气单元可以增加所述第一水槽内纯水中的气体含量，使气体含量较高的纯水与超声波发生装置配合，能够达到更好的清洗半导体器件的效果；半导体器件清洗方法，在使用纯水清洗半导体器件之间，在纯水中通入气体，使气体含量较高的纯水与超声波发生装置配合，能够达到更好的清洗半导体器件的效果。

图1为本发明半导体器件清洗装置的一个实施例的结构示意图。参照图1所示，本实施例的半导体器件清洗装置，包括第一水槽2和第二水槽7，所述第一水槽2上设有排气管和进水口3，所述排气管上设有第一阀门1，所述第一水槽2和所述第二水槽7之间设有第一连接管，所述第一连接管上设有第二阀门8，所述第二水槽7上设有进气管10，所述进气管10用于向所述第二水槽7内通入气体，所述第二水槽7上还设有与工艺腔连接的第二连接管，所述第二连接管上设有第三阀门9；所述第一水槽2还连接送气单元20，用于向所述第一水槽2输送气体，在本实施例中，所述送气单元20位于所述第一水槽2外，包括：主送气管6、分气盘5以及分送气管4，所述主送气管6与所述分送气管4通过所述分气盘5连接，所述分送气管4连接所述第一水槽2。优选的，所述送气单元20位于所述第一水槽2的底部。

优选的，所述主送气管6的直径较粗，所述分送气管4的直径较细，所述分气盘5使气体由一根较粗的主送气管6进入多根较细的分送气管4，使用多根较细的分送气管4，可以增加输入气体与所述第一水槽2的接触面积，使气体充分溶解在纯水中。

图2为本发明半导体器件清洗装置的另一个实施例的结构示意图。参照图2所示，与上述实施例的不同在于，所述送气单元包括主送气管6和分气管11，所述分气管11位于所述第一水槽2内，所述主气管6穿过所述第一水槽壁与所述分气管11的一端连接，所述分气管的另一端封闭。所述分气管11与所述主气管6的粗细可以接近也可以相同，二者的连接关系不受限制，可以是本领域内的技术人员想到的任意连接关系，当然，所述分气管11与所述主气管6也可以一体成型。

由于所述半导体器件清洗装置上增设了送气单元20，所述送气单元20可以向所述第一水槽2内的纯水中通入气体，从而使纯水中的气体含量增加，使含有较高气体含量的纯水与超声波发生装置配合使用，可以提高超声波清洗半导体器件的效率和效果。

图3为本发明分气管的一个实施例的结构示意图。参见图3所示，优选的，所述分气管11呈螺旋状，所述分气管11上均匀分布多个气孔14。更优选的，在所述的半导体器件清洗装置中，所述主送气管6的内径大于所述分送气管11的内径。如：当所述第一水槽的容积为10-100升时，所述主送气管6的内径为1至2英寸，所述分送气管11的内径为1/16至1/4英寸。本领域的技术人员可以根据具体情况将所述分气管11的形状设置为其他形状，如由多个同心圆组成的圆盘组，或者阶梯状等。

利用前述的半导体器件清洗装置清洗半导体器件的方法，包括如下步骤：

打开第一阀门1；

向所述第一水槽2内注入纯水；

当所述第一水槽2内的纯水达到所需量时，停止注入纯水，打开所述送气单元20，向所述第一水槽2输送气体；

关闭所述第一阀门1和所述送气单元20，打开所述第二阀门8，纯水由第一水槽2流入第二水槽7；

当所述纯水流入所述第二水槽7后，关闭所述第二阀门8；

当对所述工艺腔进行工艺操作时，打开第三阀门9，向所述工艺腔提供纯水；向所述工艺腔提供纯水可以是：利用所述进气管10向所述第二水槽7内通入气体，第二水槽7内的气压将纯水压入所述工艺腔；当然，如果工艺腔的位置比第二水槽7的位置低，则不向所述第二水槽7内通入气体，只打开第三阀门9，便可以向所述工艺腔提供纯水。

纯水配合超声波发生装置，清洗所述半导体器件。

可选的，在所述的清洗半导体器件的方法中，所述送气单元向所述第一水槽输送的气体为氮气或氧气。由于氮气的成本低，且不容易与半导体器件发生，所以使用氮气是很好的选择。当允许半导体器件(如硅片)发生氧化时，可以使用氧气。当然，本领域技术人员，可以根据需要选择其他的气体如纯净的空气或惰性气体。

可选的，在所述的清洗半导体器件的方法中，所述第一阀门1使所述第一水槽内2的气压大于1个大气压，这样可以增加气体在纯水中的溶解度。所述工艺腔为浸没式清洗槽或单片式冲洗工艺腔。所述超声波发生装置的频率为200kHZ-3MHZ。

优选的，在使用所述半导体器件清洗装置时，所述第一阀门1起稳定所述第一水槽内气体压力的作用，所述送气单元20输送气体的压强大于所述第一阀门1控制的所述第一水槽内气体的压强，也大于所述第二水槽7内气体的压强。

Claims

1.一种半导体器件清洗装置，包括第一水槽和第二水槽，所述第一水槽上设有排气管和进水口，所述排气管上设有第一阀门，所述第一水槽和所述第二水槽之间设有第一连接管，所述第一连接管上设有第二阀门，所述第二水槽上设有进气管，所述第二水槽上还设有与工艺腔连接的第二连接管，所述第二连接管上设有第三阀门；其特征在于，所述第一水槽还连接送气单元，用于向所述第一水槽输送气体。

2.根据权利要求1所述的半导体器件清洗装置，其特征在于，所述送气单元位于所述第一水槽外，包括：主送气管、分气盘以及分送气管，所述主送气管与所述分送气管通过所述分气盘连接，所述分送气管连接所述第一水槽。

3.根据权利要求2中任一项所述的半导体器件清洗装置，其特征在于，所述主送气管的内径大于所述分送气管的内径。

4.根据权利要求3所述的半导体器件清洗装置，其特征在于，所述主送气管的内径为1至2英寸，所述分送气管的内径为1/16至1/4英寸。

5.根据权利要求1所述的半导体器件清洗装置，其特征在于，所述送气单元包括主送气管和分气管，所述分气管位于所述第一水槽内，所述主气管穿过所述第一水槽壁与所述分气管的一端连接，所述分气管的另一端封闭。

6.根据权利要求5所述的半导体器件清洗装置，其特征在于，所述分气管呈螺旋状，所述分气管上均匀分布多个气孔。

7.根据权利要求6所述的半导体器件清洗装置，其特征在于，所述第一水槽的容积为10-100升。

8.一种利用权利要求1所述的半导体器件清洗装置清洗半导体器件的方法，其特征在于，包括如下步骤：

打开第一阀门；

向所述第一水槽内注入纯水；

关闭所述第二阀门；

纯水配合超声波发生装置，清洗所述半导体器件。

9.根据权利要求8所述的清洗半导体器件的方法，其特征在于，所述送气单元向所述第一水槽输送的气体为氮气或氧气。

10.根据权利要求8所述的清洗半导体器件的方法，其特征在于，所述第一阀门使所述第一水槽内的气压大于1个大气压。

11.根据权利要求8所述的清洗半导体器件的方法，其特征在于，所述工艺腔为浸没式清洗槽或单片式冲洗工艺腔。

12.根据权利要求8所述的清洗半导体器件的方法，其特征在于，所述超声波发生装置的频率为200kHZ-3MHZ。