CN103878141A - 半导体晶圆清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种半导体晶圆清洗装置，包括溢流清洗槽，所述溢流清洗槽具有进水口和出水口，还包括：位于所述溢流清洗槽内的中空面板，所述中空面板具有第一进气口和多个均匀分布的出气口；与所述第一进气口相连并向所述第一进气口中通入气体的气体管道。通过中空面板的多个均匀分布的出气口将通入其内部的气体排放到所述溢流清洗槽的纯水中，从而使得晶圆在溢流清洗时得到了充分的搅拌，能够使晶圆上的杂质尽快溶解于纯水中并随纯水流走，从而缩短了清洗时间，节约了纯水的用量；同时在纯水中通入氮气，使得纯水表面形成了一层氮气保护膜，起到了氮封的作用，快速提升了纯水的水阻，进一步缩短了清洗时间，节约了纯水的用量。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，更具体地说，涉及一种半导体晶圆清洗装置。
背景技术
晶圆清洗工艺对电子工业，尤其是半导体工业极其重要。在半导体器件和集成电路的制造过程中，几乎每道工序都涉及到清洗，而且集成电路的集成度越高，制造工序越多，清洗的工序也越多。
晶圆清洗主要是去除吸附在晶圆表面的各种杂质离子，如微粒、有机物、无机金属离子等，使晶圆的表面洁净度达到一定的工艺要求。湿法晶圆清洗的原理是使用各种化学药液与晶圆表面各种杂质粒子发生化学反应，生成溶于水的物质，再用高纯水冲洗，去除晶圆表面的各种杂质。
随着半导体晶圆工艺的发展，为了满足晶圆电学特性的需求，对清洗后的晶圆洁净度的要求也越来越高。为了满足晶圆洁净度的要求，就必须满足清洗晶圆后的纯水的水阻达到17MΩ/CM以上，其中，所述纯水的水阻越大，晶圆的洁净度越高。
现有技术中，都是通过延长冲洗的时间来满足晶圆洁净度的要求，即满足清洗晶圆后的纯水的水阻在17MΩ/CM以上，但是，其溢流冲洗的时间往往要超过30分钟，这样不仅会浪费大量的纯水，而且有时还无法达到水阻在17MΩ/CM以上的要求，使得晶圆的洁净度较低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种半导体晶圆清洗装置，以解决现有技术中在清洗晶圆时浪费大量纯水以及洁净度较低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种半导体晶圆清洗装置，包括溢流清洗槽，所述溢流清洗槽具有进水口和出水口，还包括：
位于所述溢流清洗槽内的中空面板，所述中空面板具有第一进气口和多个均匀分布的出气口；
与所述第一进气口相连并向所述第一进气口中通入气体的气体管道。
优选的，所述清洗装置还包括：
与所述气体管道相连的气体流量计，其中，所述气体流量计具有向所述气体管道通入气体的第二进气口。
优选的，所述气体流量计位于所述溢流清洗槽的外部。
优选的，所述气体管道与所述第一进气口相连的部分位于所述溢流清洗槽的内部，所述气体管道与所述气体流量计相连的部分位于所述溢流清洗槽的外部。
优选的，所述中空面板为盒状结构，包括相互平行的第一表面和第二表面，以及位于所述第一表面和第二表面之间的四个侧面。
优选的，所述中空面板的第一表面朝向所述溢流清洗槽底板的一侧，所述中空面板的第二表面背向所述溢流清洗槽底板的一侧。
优选的，所述第一进气口位于所述中空面板的任一侧面。
优选的，所述多个出气口均匀分布在所述中空面板的第二表面。
优选的，所述中空面板为中空的石英面板。
优选的，所述气体为氮气。
与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：
本发明所提供的半导体晶圆清洗装置，在溢流清洗槽底部设置了中空面板，通过中空面板的多个均匀分布的出气口将通入其内部的气体排放到所述溢流清洗槽的纯水中，从而使得晶圆在溢流清洗时得到了充分的搅拌，能够使晶圆上的杂质尽快溶解于纯水中并随纯水流走，从而缩短了清洗时间，节约了纯水的用量。
同时，气体的导入在纯水和空气之间形成的气膜，阻挡了空气中的二氧化碳溶解于水而形成低浓度的碳酸，起到了氮封的作用，抑制了水阻的降低，使得晶圆溢流清洗时的水阻较快的达到了17MΩ/CM以上，从而能够快速地达到理想的超高洁净度清洗效果，进一步的缩短了清洗时间，节约了纯水的用量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一个实施例提供的半导体晶圆清洗装置的结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术所述，现有技术中，都是通过延长冲洗的时间来满足晶圆洁净度的要求，即满足清洗晶圆后的纯水的水阻在17MΩ/CM以上，但是，其溢流冲洗的时间往往要超过30分钟，这样不仅会浪费大量的纯水，而且有时还无法达到水阻在17MΩ/CM以上的要求，使得晶圆的洁净度较低。
基于此，本发明提供了一种半导体晶圆清洗装置，以克服现有技术存在的上述问题，包括溢流清洗槽，所述溢流清洗槽具有进出纯水的进水口和出水口，还包括：位于所述溢流清洗槽内底板表面的中空面板，所述中空面板具有向所述中空面板内部通入气体的第一进气口和向所述溢流清洗槽内排入气体的多个均匀分布的出气口。
本发明所提供的半导体晶圆清洗装置，在溢流清洗槽底部设置了中空面板，通过中空面板的多个均匀分布的出气口将通入其内部的气体排放到所述溢流清洗槽的纯水中，从而使得晶圆在溢流清洗时得到了充分的搅拌，能够使晶圆上的杂质尽快溶解于纯水中并随纯水流走，从而缩短了清洗时间，节约了纯水的用量。
同时，气体的导入在纯水和空气之间形成的气膜，阻挡了空气中的二氧化碳溶解于水而形成低浓度的碳酸，起到了氮封的作用，抑制了水阻的降低，使得晶圆溢流清洗时的水阻较快的达到了17MΩ/CM以上，从而能够快速地达到理想的超高洁净度清洗效果，进一步的缩短了清洗时间，节约了纯水的用量。
以上是本发明的核心思想，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
下面通过具体实施例来对本发明的方案进行详细描述。
本发明的一个实施例提供了一种半导体晶圆清洗装置，其结构示意图如图1所示，包括溢流清洗槽1，该溢流清洗槽1的两个侧面上具有进出纯水的进水口和出水口（图中未示出），即纯水通过进水口进入溢流清洗槽1的内部，通过出水口流出溢流清洗槽1，在此过程中，晶圆表面的各种杂质溶解于纯水中，并随纯水流出，以达到清洁晶圆的目的。
本实施例提供的半导体晶圆清洗装置，还包括：位于所述溢流清洗槽1内部的底板表面的中空面板2，所述中空面板2具有向所述中空面板2内部通入气体的第一进气口3和向所述溢流清洗槽1内的纯水中排入气体的多个均匀分布的出气口4，其中，每个出气口4的面积都要远小于进气口3的面积，以便能够形成具有搅拌作用的气泡。
如图1所示，中空面板2为盒状结构，其材质优选为石英板，包括相互平行且对称设置的第一表面和第二表面，以及位于所述第一表面和第二表面之间的四个侧面，其中，所述第一表面位于所述中空面板2朝向所述溢流清洗槽1底板的一侧，所述第二表面位于所述中空面板2背向所述溢流清洗槽1底板的一侧。
并且，第一进气口3位于中空面板2的任一侧面上，即位于第一表面和第二表面之间的四个侧面中的任一侧面上；而多个出气口4均匀分布在所述中空面板2的第二表面上。通过第一进气口3进入中空面板2内部的气体，从多个出气口4排出，进入溢流清洗槽1内部的纯水中，从而起到充分的搅拌作用，使晶圆上的杂质尽快溶解于纯水中并随纯水流走。
本实施例提供的半导体晶圆清洗装置，如图1所示，还包括：与所述中空面板2的第一进气口3相连并向所述第一进气口3中通入气体的气体管道5；以及与所述气体管道5相连的气体流量计6，其中，所述气体流量计6具有向所述气体管道5通入气体的第二进气口7。并且，该气体流量计6位于所述溢流清洗槽1的外部，且与其相连的气体管道5中，与所述第一进气口3相连的部分位于所述溢流清洗槽1的内部，与所述气体流量计6相连的部分位于所述溢流清洗槽1的外部。
在具体实施过程中，当晶圆需要清洗时，只需将该晶圆放置在中空面板2上，然后向第二进气口7中通入气体，使气体进入气体流量计6中，其中，气体流量计6开启后，可以调节控制气体流量的大小。当气体流量计6调节好后，一定流量的气体通过气体管道5和第一进气口3进入中空面板2中，然后通过多个均匀分布的出气口4进入溢流清洗槽1的纯水中，当出气口4中有水泡鼓起时，该清洗装置已经发挥作用，然后可通过水阻表测量溢流清洗槽1中的纯水的水阻的大小，从而可以通过水阻的大小判断纯水的水阻是否达到了17MΩ/CM及以上，进而判断晶圆的洁净度是否达到了工艺的要求。
本实施例中，所述气体优选为氮气，其以气泡的形式从均匀分布的出气口4排出后，均匀分布于纯水中，在纯水和空气之间形成了气膜，阻挡了空气中的二氧化碳溶解于水中形成低浓度的碳酸，纯水中的碳酸减少后，离子的浓度也会减少，从而在一定的测量电压下，水阻不会再由于碳酸的增加而降低，使得晶圆溢流清洗时的水阻能够较快的达到17MΩ/CM以上。
当然，在其他实施例中，也可以采用其他气体，只要其能起到搅拌作用且不对水阻的大小产生影响即可，而本实施例中采用氮气的原因在于其在满足上述要求的同时成本较低。
本实施例提供的半导体晶圆清洗装置，在溢流清洗槽底部设置了中空面板，通过中空面板的多个均匀分布的出气口将通入其内部的气体排放到所述溢流清洗槽的纯水中，从而使得晶圆在溢流清洗时得到了充分的搅拌，能够使晶圆上的杂质尽快溶解于纯水中并随纯水流走，从而缩短了清洗时间，节约了纯水的用量。
同时，气体的导入在纯水和空气之间形成的气膜，阻挡了空气中的二氧化碳溶解于水而形成低浓度的碳酸，起到了氮封的作用，抑制了水阻的降低，使得晶圆溢流清洗时的水阻较快的达到了17MΩ/CM以上，从而能够快速地达到理想的超高洁净度清洗效果，进一步的缩短了清洗时间，节约了纯水的用量。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种半导体晶圆清洗装置，包括溢流清洗槽，所述溢流清洗槽具有进水口和出水口，其特征在于，还包括：
位于所述溢流清洗槽内的中空面板，所述中空面板具有第一进气口和多个均匀分布的出气口；
与所述第一进气口相连并向所述第一进气口中通入气体的气体管道。
2.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗装置还包括：
与所述气体管道相连的气体流量计，其中，所述气体流量计具有向所述气体管道通入气体的第二进气口。
3.根据权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，所述气体流量计位于所述溢流清洗槽的外部。
4.根据权利要求3所述的清洗装置，其特征在于，所述气体管道与所述第一进气口相连的部分位于所述溢流清洗槽的内部，所述气体管道与所述气体流量计相连的部分位于所述溢流清洗槽的外部。
5.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述中空面板为盒状结构，包括相互平行的第一表面和第二表面，以及位于所述第一表面和第二表面之间的四个侧面。
6.根据权利要求5所述的清洗装置，其特征在于，所述中空面板的第一表面朝向所述溢流清洗槽底板的一侧，所述中空面板的第二表面背向所述溢流清洗槽底板的一侧。
7.根据权利要求6所述的清洗装置，其特征在于，所述第一进气口位于所述中空面板的任一侧面。
8.根据权利要求7所述的清洗装置，其特征在于，所述多个出气口均匀分布在所述中空面板的第二表面。
9.根据权利要求4或8所述的清洗装置，其特征在于，所述中空面板为中空的石英面板。
10.根据权利要求9所述的清洗装置，其特征在于，所述气体为氮气。
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