CN106128983A - 一种提高清洗效率的湿法清洗水槽及其清洗方法 - Google Patents

一种提高清洗效率的湿法清洗水槽及其清洗方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高清洗效率的湿法清洗水槽及其清洗方法，通过在水槽底部两侧及中间位置设置第一‑第四进液管，使第一、第二进液管与第三、第四进液管交替开启和关闭，在水槽内的两侧和中间位置分别相向进行交替间断喷水，以增加水流的波动性，提高水槽内流经芯片表面的水流速度，且不会破坏芯片表面的脆弱图形，从而提高了清洗效果和清洗效率。

Description

一种提高清洗效率的湿法清洗水槽及其清洗方法
技术领域
本发明涉及先进集成电路制造工艺技术领域，更具体地，涉及一种在湿法清洗制程中可提高清洗效率的湿法清洗水槽及其清洗方法。
背景技术
槽式湿法清洗几十年来在湿法清洗制程里一直占统治地位，同时槽式湿法清洗也是最成熟、稳定的制程。但是，随着技术的发展，在先进制程中，芯片设计的关键尺寸越来越小，对湿法清洗的质量要求也越来越高。这对传统的槽式清洗提出了很大的挑战。
槽式清洗一般采用酸液槽浸泡---水槽清洗---酸液槽浸泡---水槽清洗---干燥的交替步骤。其中，酸液槽可为HF酸、SPM、SC1、SC2等酸液槽。每经过一个酸液槽，其后面设置的水槽即用来清洗掉芯片表面剩余的残酸，起到清洗芯片表面的作用。而且在芯片干燥前的最近一个步骤，一定是水槽清洗。所以水槽清洗的好坏就决定了槽式湿法清洗的效率。
请参阅图1，图1是现有的一种湿法清洗水槽结构示意图。如图1所示，该水槽用于对经酸液浸泡后的芯片进行清洗。芯片11可通过芯片卡槽12固定在水槽10中，在水槽底部的两侧各设置有一个进液阀13，用于沿水槽底部两侧向中间方向进行不间断供水。水流可在水槽内从下到上作溢流流动排出水槽(如图示箭头所指)。
然而，上述水槽的进液模式，仅起到单纯的水流溢流流动清洗作用，清洗效果并不好。这种清洗方式对芯片上精细图形结构的清洗效果以及清洗效率，已越来越难以满足先进制程对清洗的质量要求。
为了增加水槽的清洗效果和清洗效率，已开始引进兆声波技术。利用兆声波的物理作用，可增加流经芯片表面的水流速度，达到更好的清洗效果。但是采用兆声波清洗的副作用是，兆声波往往会损坏芯片上的脆弱图形，造成良率损失。
所以在先进制程的湿法清洗中，需要发明一种能提高清洗效率但又不会损伤脆弱图形的新技术。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种提高清洗效率的湿法清洗水槽及其清洗方法，能够既提高清洗效率又不会损伤芯片上的脆弱图形。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种提高清洗效率的湿法清洗水槽，所述水槽的底部设有第一-第四进液管，用于向水槽内进行喷水，并使水流在水槽内从下到上作溢流流动；其中，第一、第二进液管分设于水槽的底部两侧，其进液方向为指向水槽的中间，第三、第四进液管并列设于水槽的底部中间，其进液方向为指向水槽的两侧；通过使第一、第二进液管与第三、第四进液管交替开启和关闭，在水槽内的两侧和中间位置分别相向进行交替间断喷水，以增加水流的波动性，提高水槽内流经芯片表面的水流速度，从而提高清洗效果和清洗效率。
优选地，所述第一-第四进液管设有多个进液口，用于同时向水槽内进行喷水。
优选地，所述第一-第四进液管分设有第一-第四进液阀，用于控制第一-第四进液管的开启和关闭。
优选地，所述第一-第四进液阀为电磁控制阀。
优选地，所述第一-第四进液管分设有第一-第四质量流量控制器，用于控制向水槽内进行喷水时的流量。
优选地，还包括控制模块，用于控制第一、第二进液管与第三、第四进液管交替开启和关闭。
优选地，所述控制模块还用于控制第一-第四进液管向水槽内进行喷水时的流量。
一种基于上述的湿法清洗水槽的提高清洗效率的清洗方法，包括以下步骤：
步骤S01：将经酸液浸泡后的芯片放入水槽并固定；
步骤S02：交替开启和关闭第一、第二进液管与第三、第四进液管，从水槽内的两侧与中间位置分别相向进行交替间断喷水，以形成波动的水流；
步骤S03：重复步骤S02，直至制程结束。
优选地，步骤S02中，通过调整第一、第二进液管和/或第三、第四进液管向水槽内进行喷水时的流量，以形成具有不同波动大小的水流。
优选地，步骤S02中，通过组合调整第一、第二进液管和/或第三、第四进液管向水槽内进行喷水时的流量及时间，以形成具有不均匀波动性的水流。
从上述技术方案可以看出，本发明通过在水槽中间增加设置两个进液管，与两侧的进液管分别进行间断式喷水操作，增加了槽内水流的波动性，提高了芯片表面的水流速度，从而提高了清洗效果；而且，这种间断性喷水增加的水槽内水的波动不足于破坏芯片内的脆弱图形，所以可以达到在不破坏芯片表面脆弱图形的基础上增加清洗效率的目的；同时，通过对不同位置的进液管进行间断式操作，可使得总体的水用量保持不变，因而不会导致成本的增加。
附图说明
图1是现有的一种湿法清洗水槽结构示意图；
图2是本发明一较佳实施例的一种提高清洗效率的湿法清洗水槽结构示意图；
图3-图5是本发明一较佳实施例的一种提高清洗效率的清洗方法工作模式示意图。
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详细说明。
需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本发明的实施方式时，为了清楚地表示本发明的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本发明的限定来加以理解。
在以下本发明的具体实施方式中，请参阅图2，图2是本发明一较佳实施例的一种提高清洗效率的湿法清洗水槽结构示意图。如图2所示，本发明的一种提高清洗效率的湿法清洗水槽，用于对放置在水槽内的待清洗芯片进行流水清洗。芯片21可通过芯片卡槽22固定在水槽20中。在所述水槽20的底部设有第一-第四进液管23、26、24、25，用于向水槽内进行喷水，并使水流在水槽内从下到上作溢流流动排出水槽。
请参阅图2。第一、第二进液管23、26分别安装在水槽的底部两侧，其进液方向为指向水槽的中间，即第一、第二进液管可分别沿水槽底部两侧向水槽的中间方向进行喷水。该第一、第二进液管的进液方向可以是水平方向，或者接近水平方向，或者是沿水槽底部的走向。
请参阅图2。第三、第四进液管24、25并列安装在水槽的底部中间，其进液方向为指向水槽的两侧，即第三、第四进液管可分别沿水槽底部中间向水槽的两侧方向进行喷水。该第三、第四进液管的进液方向也可以是水平方向，或者接近水平方向，或者是沿水槽底部的走向，但最好是与第一、第二进液管的进液方向形成对应。
本发明水槽的第一、第二进液管23、26与第三、第四进液管24、25不同时开闭，其工作模式为位于两侧的第一、第二进液管开启时，位于中间的第三、第四进液管关闭；而当第一、第二进液管关闭时，第三、第四进液管开启，并不断重复循环进行。
现有的水槽单纯通过两侧不间断喷水，使槽内形成溢流，这种方式的清洗效果并不好。本发明通过在槽内增加中间两个第三、第四进液管，并采用使第一、第二进液管与第三、第四进液管交替开启和关闭的进水方式，在水槽内的两侧和中间位置分别相向进行交替间断喷水，增加了槽内水流的波动性，这种波动会增加水槽内流经芯片表面的水流速度，从而可提高清洗效果和清洗效率。这种通过间断性喷水增加的水槽内水的波动效果，并不足以破坏芯片内的脆弱图形，所以可以达到在不破坏芯片表面脆弱图形的基础上增加清洗效率的目的。
作为一优选的实施方式，可以沿所述第一-第四进液管并列加工多个进液口，每个进液管上的进液口可用于同时向水槽内进行喷水。
还可以在所述第一-第四进液管分别安装控制阀门(即第一-第四进液阀)，用于控制第一-第四进液管的开启和关闭。作为优选，这些阀门可以采用电磁控制阀，以便实现自动控制。
进一步还可以在所述第一-第四进液管分别安装流量控制阀(即第一-第四质量流量控制器)，用于控制向水槽内进行喷水时的流量。
本发明的上述水槽可通过设置的一控制模块进行控制。可通过所述控制模块对第一-第四进液阀的操控，控制第一、第二进液管与第三、第四进液管的交替开启和关闭。还可通过所述控制模块对第一-第四质量流量控制器的操控，控制第一-第四进液管向水槽内进行喷水时的流量。
下面通过具体实施方式，对本发明一种基于上述的湿法清洗水槽的提高清洗效率的清洗方法进行详细说明。
本发明的一种基于上述的湿法清洗水槽的提高清洗效率的清洗方法，包括以下步骤：
步骤S01：将经酸液浸泡后的芯片放入水槽并固定。
在先进制程的湿法清洗中，可采用酸液槽浸泡---水槽清洗---酸液槽浸泡---水槽清洗---干燥的交替步骤。其中，酸液槽可为HF酸、SPM、SC1、SC2等酸液槽。每经过一个酸液槽，其后面设置的水槽即用来清洗掉芯片表面剩余的残酸，起到清洗芯片表面的作用。
因此，当芯片经过一个酸液槽后，就将其放入本发明的水槽中，并固定在芯片卡槽中。可以根据设备型式依次在水槽中安放数个芯片。
步骤S02：交替开启和关闭第一、第二进液管与第三、第四进液管，从水槽内的两侧与中间位置分别相向进行交替间断喷水，以形成波动的水流。
请参阅图3-图5，图3-图5是本发明一较佳实施例的一种提高清洗效率的清洗方法工作模式示意图。可以采用以下工作顺序：
如图3所示，首先开启第一、第二进液管23、26进行喷液，时间例如是10s-30s，然后关闭第一、第二进液管；
如图4所示，接着开启第三、第四进液管24、25进行喷液，时间例如也是10s-30s，然后关闭第三、第四进液管；
如图5所示，再次开启第一、第二进液管23、26进行喷液，时间例如可以是10s-30s，之后关闭第一、第二进液管。
通过上述方式，从水槽内的两侧与中间位置分别相向进行交替间断喷水，以形成波动的水流。
在此过程中，可通过调整第一、第二进液管和/或第三、第四进液管向水槽内进行喷水时的流量及喷水角度，以形成具有不同波动大小的水流，从而适应对不同芯片脆弱图形的保护需求。还可通过对流量和时间的不同组合调整控制形式，控制调整第一、第二进液管和/或第三、第四进液管向水槽内进行喷水时的流量大小及时间长短呈不同的变化状态，以形成忽大忽小的波动水流，使水流具有不均匀的波动性，从而形成对芯片表面的脉冲清洗。
步骤S03：重复步骤S02，直至制程结束。
循环重复上述过程，直至制程结束。
综上所述，本发明通过在水槽中间增加设置两个进液管，与两侧的进液管分别进行间断式喷水操作，增加了槽内水流的波动性，提高了芯片表面的水流速度，从而提高了清洗效果；而且，这种间断性喷水增加的水槽内水的波动不足于破坏芯片内的脆弱图形，所以可以达到在不破坏芯片表面脆弱图形的基础上增加清洗效率的目的；同时，通过对不同位置的进液管进行间断式操作，可使得总体的水用量保持不变，因而不会导致成本的增加。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种提高清洗效率的湿法清洗水槽，其特征在于，所述水槽的底部设有第一-第四进液管，用于向水槽内进行喷水，并使水流在水槽内从下到上作溢流流动；其中，第一、第二进液管分设于水槽的底部两侧，其进液方向为指向水槽的中间，第三、第四进液管并列设于水槽的底部中间，其进液方向为指向水槽的两侧；通过使第一、第二进液管与第三、第四进液管交替开启和关闭，在水槽内的两侧和中间位置分别相向进行交替间断喷水，以增加水流的波动性，提高水槽内流经芯片表面的水流速度，从而提高清洗效果和清洗效率。
2.根据权利要求1所述的提高清洗效率的湿法清洗水槽，其特征在于，所述第一-第四进液管设有多个进液口，用于同时向水槽内进行喷水。
3.根据权利要求1或2所述的提高清洗效率的湿法清洗水槽，其特征在于，所述第一-第四进液管分设有第一-第四进液阀，用于控制第一-第四进液管的开启和关闭。
4.根据权利要求3所述的提高清洗效率的湿法清洗水槽，其特征在于，所述第一-第四进液阀为电磁控制阀。
5.根据权利要求1或2所述的提高清洗效率的湿法清洗水槽，其特征在于，所述第一-第四进液管分设有第一-第四质量流量控制器，用于控制向水槽内进行喷水时的流量。
6.根据权利要求1所述的提高清洗效率的湿法清洗水槽，其特征在于，还包括控制模块，用于控制第一、第二进液管与第三、第四进液管交替开启和关闭。
7.根据权利要求6所述的提高清洗效率的湿法清洗水槽，其特征在于，所述控制模块还用于控制第一-第四进液管向水槽内进行喷水时的流量。
8.一种基于权利要求1-7任意一项所述的湿法清洗水槽的提高清洗效率的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S01：将经酸液浸泡后的芯片放入水槽并固定；
步骤S02：交替开启和关闭第一、第二进液管与第三、第四进液管，从水槽内的两侧与中间位置分别相向进行交替间断喷水，以形成波动的水流；
步骤S03：重复步骤S02，直至制程结束。
9.根据权利要求8所述的提高清洗效率的清洗方法，其特征在于，步骤S02中，通过调整第一、第二进液管和/或第三、第四进液管向水槽内进行喷水时的流量，以形成具有不同波动大小的水流。
10.根据权利要求8所述的提高清洗效率的清洗方法，其特征在于，步骤S02中，通过组合调整第一、第二进液管和/或第三、第四进液管向水槽内进行喷水时的流量及时间，以形成具有不均匀波动性的水流。
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