CN102915909A - 一种改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法 - Google Patents

一种改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法 Download PDF

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李阳柏
张传民
张旭昇
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Abstract

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法。本发明实施例一种改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法，通过在设备内持续通入化学性质比较稳定的电子级气体，使得设备内气体环境无氧及颗粒污染物，从而能有效避免传统工艺中，由于清洗设备中的气体环境存在氧及颗粒污染物，而对清洗硅片造成硅片再次污染和硅片与空气中氧气反应生成氧化层及水痕的缺陷，从而大大的增加了产品的良率。

Description

一种改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法。
背景技术
随着半导体芯片的集成度不断提高，特征尺寸越来越小，相应的对硅片清洗的要求也就越来越高，尤其是栅氧工艺前的清洗处理工艺中，处理后的芯片上生长的自然氧化层的厚度及因其造成的缺陷对整个栅氧工艺制备的半导体器件的性能有很大的影响。
图1-3为本发明背景技术中酸槽式硅片清洗设备进行清洗工艺的流程结构示意图；如图1-3所示，传统工艺中，一般采用酸槽式硅片清洗设备进行栅氧工艺前的清洗处理工艺，酸槽式硅片清洗设备1设置有进风过滤装置11和排气装置12，且在酸槽式硅片清洗设备1内部还设置有多个药液槽a、多个水清洗槽b及多个干燥槽c；首先，在进行清洗处理工艺之前，通过进风过滤装置11将空气13不断打入酸槽式硅片清洗设备1内，以形成洁净的环境；然后，将进行清洗的硅片2在不同的槽里进行清洗，如将硅片2依次放入药液槽a和水清洗槽b中进行清洗后，再将该硅片2后放入干燥槽c进行干燥处理。在进行清洗处理工艺时，酸槽式硅片清洗设备1内的气体环境对硅片2最后的清洗效果有很大的影响，如空气中残留的颗粒物在硅片2转移过程中易吸附在硅片2的表明上，造成再次污染，且空气中的氧气会在硅片2进行不同槽进行传送时，硅片2的表面与空气中的氧气进行反应形成氧化层，其反应的化学式为：
Si+O2 → SiO2 ；
而由于药液槽a和水清洗槽b中都有水的存在，在清洗时残留在硅片2上的水、及空气中的氧气和硅片也会进行反应生成硅化物颗粒缺陷，形成水痕，其反应的化学式为：
Si+O2+2H2O → Si(OH)4  ；
上述由于颗粒吸附造成再次污染和反应生成的氧化层及水痕，都会对后续的硅片上的工艺造成一定的不良影响，降低了最终器件的性能，使得产品的良率大大减小。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明揭示了一种改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法，主要是在保持酸槽式硅片清洗设备内外一定压差的情况下，通过通入化学性质较为稳定的电子级气体，保持酸槽式硅片清洗设备内无氧的气体环境，进而避免硅片在清洗处理工艺时由于颗粒吸附造成硅片再次污染和硅片与空气中氧气反应生成氧化层及水痕。  
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一种改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法，应用于硅片清洗工艺中，包括酸槽式硅片清洗设备，所述酸槽式硅片清洗设备内设置有药液槽，其中，在硅片清洗处理工艺前，于酸槽式硅片清洗设备内持续通入常况下化学性质较为稳定的电子级气体，以在进行硅片清洗处理工艺时保持纯净的气体环境。
上述的改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法，其中，在酸槽式硅片清洗设备内持续通入电子级气体的同时，保持酸槽式硅片清洗设备内外压差在5-50Pa。
上述的改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法，其中，所述电子级气体为氦气（He）、氖气（Ne）、氩气（Ar）、氪气（Kr）、氙气（Xe）、氡气（Rn）、氮气（N2）和/或氢气（H2）等。
上述的改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法，其中，在进行硅片清洗处理工艺时保持纯净的所述气体环境中不含有氧气（O2）或颗粒物。
上述的改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法，其中，在栅氧工艺前进行硅片清洗工艺时，于酸槽式硅片清洗设备内持续通入纯度为99.999％的电子级氮气（He），且所述酸槽式硅片清洗设备的内外压差为30Pa。
上述的改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法，其中，所述药液槽内采用稀释氢氟酸溶液（DHF）对所述硅片进行清洗工艺。
上述的改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法，其中，在浅沟槽隔离刻蚀工艺后进行硅片清洗工艺时，于酸槽式硅片清洗设备内持续通入高纯度的氦气，且所述酸槽式硅片清洗设备的内外压差为5Pa。
上述的改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法，其中，所述药液槽内采用稀释氢氟酸溶液（DHF）、双氧水和硫酸混合溶液（SPM）、氨水和双氧水混合物（APM）对所述硅片进行清洗工艺。
附图说明
图1-3为本发明背景技术中酸槽式硅片清洗设备进行清洗工艺的流程结构示意图； 
图4-6为本发明改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法实施例一的流程结构示意图。
具体实施方式  
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
一种改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法（A method to improve environment of wet bench clean tool），应用于硅片清洗工艺中：
实施例一
图4-6为本发明改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法实施例一的流程结构示意图；如图4-6所示，在栅氧工艺前采用酸槽式硅片清洗设备1进行硅片清洗工艺时，该酸槽式硅片清洗设备1上设置有进风过滤装置11和排气装置12，且在酸槽式硅片清洗设备1内部还设置有多个药液槽a、多个水清洗槽b及多个干燥槽c。
首先，在进行清洗处理工艺之前，通过进风过滤装置11将纯度为99.999％的电子级氮气（N2）14不断打入酸槽式硅片清洗设备1内，并保持设备内外延迟为30Pa，将酸槽式硅片清洗设备1内的气体环境中的氧气及颗粒物排除设备外，并在整个清洗处理工艺过程中，始终保持设备内的气体环境无氧无颗粒物。
然后，将进行清洗的硅片2在不同的槽里进行清洗，完成硅片清洗工艺；如将硅片2依次放入药液槽a和水清洗槽b中进行清洗后，再将该硅片2后放入干燥槽c进行干燥处理；由于，在硅片2进行不同槽间传送时，其处于的气体环境始终无氧无颗粒污染物，这样就能有效的避免因颗粒吸附造成硅片再次污染和硅片与气体环境中的氧反应生成氧化层及水痕的缺陷。
优选的，药液槽a中采用稀释氢氟酸溶液（DHF）对上述硅片进行清洗工艺。
实施例二
 在浅沟槽隔离刻蚀工艺后进行硅片清洗工艺时，于实施例一的基础上，采用与实施例一相同的硅片清洗处理设备，在酸槽式硅片清洗设备内持续通入高纯度的氦气（He），保持设备内外压力差为5Pa，同样能有效的避免因颗粒吸附造成硅片再次污染和硅片与气体环境中的氧反应生成氧化层及水痕的缺陷。
优选的，药液槽中采用稀释氢氟酸溶液（DHF）、双氧水和硫酸混合溶液（SPM）、氨水和双氧水混合物（APM）对上述硅片进行清洗工艺。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明实施例提出一种改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法，通过在设备内持续通入化学性质比较稳定的电子级气体，使得设备内气体环境无氧及颗粒污染物，从而能有效避免传统工艺中，由于清洗设备中的气体环境存在氧及颗粒污染物，而对清洗硅片造成硅片再次污染和硅片与空气中氧气反应生成氧化层及水痕的缺陷，从而大大的增加了产品的良率。
通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (8)

1.一种改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法，应用于硅片清洗工艺中，包括酸槽式硅片清洗设备，所述酸槽式硅片清洗设备内设置有药液槽，其特征在于，
在硅片清洗处理工艺前，于酸槽式硅片清洗设备内持续通入常况下化学性质较为稳定的电子级气体，以在进行硅片清洗处理工艺时保持纯净的气体环境。
2.根据权利要求1所述的改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法，其特征在于，在酸槽式硅片清洗设备内持续通入电子级气体的同时，保持酸槽式硅片清洗设备内外压差在5-50Pa。
3.根据权利要求1所述的改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法，其特征在于，所述电子级气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气、氮气和/或氢气。
4.根据权利要求1所述的改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法，其特征在于，在进行硅片清洗处理工艺时保持纯净的所述气体环境中不含有氧气或颗粒物。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法，其特征在于，在栅氧工艺前进行硅片清洗工艺时，于酸槽式硅片清洗设备内持续通入纯度为99.999％的电子级氮气，且所述酸槽式硅片清洗设备的内外压差为30Pa。
6.根据权利要求5所述的改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法，其特征在于，所述药液槽内采用稀释氢氟酸溶液对所述硅片进行清洗工艺。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法，其特征在于，在浅沟槽隔离刻蚀工艺后进行硅片清洗工艺时，于酸槽式硅片清洗设备内持续通入高纯度的氦气，且所述酸槽式硅片清洗设备的内外压差为5Pa。
8.根据权利要求7所述的改进酸槽式硅片清洗设备内环境的方法，其特征在于，所述药液槽内采用稀释氢氟酸溶液、双氧水和硫酸混合溶液、氨水和双氧水混合物对所述硅片进行清洗工艺。
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