CN111095512B - 清洗半导体硅片的方法及装置 - Google Patents

清洗半导体硅片的方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111095512B
CN111095512B CN201780094367.6A CN201780094367A CN111095512B CN 111095512 B CN111095512 B CN 111095512B CN 201780094367 A CN201780094367 A CN 201780094367A CN 111095512 B CN111095512 B CN 111095512B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cleaning tank
silicon wafer
chemical liquid
cleaning
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780094367.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111095512A (zh
Inventor
王晖
王希
陈福平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ACM Research Shanghai Inc
Original Assignee
ACM Research Shanghai Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ACM Research Shanghai Inc filed Critical ACM Research Shanghai Inc
Publication of CN111095512A publication Critical patent/CN111095512A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111095512B publication Critical patent/CN111095512B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • H01L21/0206—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of insulating layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67057—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/048—Overflow-type cleaning, e.g. tanks in which the liquid flows over the tank in which the articles are placed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/12—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02101—Cleaning only involving supercritical fluids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/6719—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the processing chambers, e.g. modular processing chambers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67754—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber horizontal transfer of a batch of workpieces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber vertical transfer of a batch of workpieces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68707—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B2240/00—Type of materials or objects being cleaned
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders

Abstract

本发明公开了一种确保硅片从一个清洗槽到其他清洗槽的过程中浸没在化学液中的装置和方法。装置包括内槽(1001)；至少一个隔板(1002)，将内槽(1001)分成至少两个装满化学液的清洗槽；装配有至少一对末端执行器(1051)的第一机械手(1005)，用于抓取硅片并将硅片从第一清洗槽(1011)传递到第二清洗槽(1012)；其中，每个清洗槽的底部设有一个用于保持硅片的硅片保持架(1003)，该至少一个隔板(1002)设有至少一个插槽(1004)；其中，第一机械手(1005)抓取硅片并将硅片从第一清洗槽(1011)穿过插槽(1004)传递到第二清洗槽(1012)的过程中，保持硅片浸没在化学液中。

Description

清洗半导体硅片的方法及装置
技术领域
本发明涉及半导体器件制造领域，尤其涉及清洗半导体硅片的方法和装置。
背景技术
在集成电路制造工艺中，湿法清洗工艺对获得高质量的集成电路至关重要。在干法蚀刻工艺后，硅片需要被清洗以去除残留的光刻胶、干法蚀刻工艺中产生的有机物以及吸附在硅片表面的薄膜材料。用于清洗硅片的化学液主要包括SC1、BOE和由H2SO4和H2O2混合而成的SPM。其中，SPM的温度高于90℃且SPM用于去除残留的光刻胶和有机物。通常，清洗硅片的方式有两种，一种是批量清洗，另一种是单片清洗。下面将会对这两种清洗方式进行比较。
批量清洗可以每次清洗多片硅片。批量清洗的装置包括机械传动设备和多个清洗槽。一个清洗槽可以同时清洗多片硅片，所以批量清洗的效率高，大约每小时可以清洗四百片硅片。此外，由于清洗槽内的化学液是循环的，因此，化学液可以重复使用，并且降低了批量清洗的成本，特别是高温化学液，例如120℃的SPM，因为高温SPM非常难以混合和控制浓度和温度。使用批量清洗能够降低清洗成本，然而，随着集成电路线宽的不断缩小，批量清洗的缺点明显暴露出来。在批量清洗工艺中，硅片需要从一个清洗槽拿到另一个清洗槽。此时，如果清洗槽内的化学液有一些微小杂质，如有机残留物、有机污染物、颗粒，微小杂质将随着化学液粘附在硅片表面，一旦硅片被干燥或被暴露在任何气相环境中，硅片上的微小杂质就非常难去除。
单片晶圆清洗每次只能清洗一片硅片，单片晶圆清洗装置包括机械传动设备和多个独立的单片晶圆清洗模块，一片硅片的清洗和干燥工艺在一个单片晶圆清洗模块中完成。在清洗完一片硅片后，单片硅片清洗模块中的化学液被排出且供应新的化学液以清洗另一片硅片，避免交叉污染。单片硅片清洗可以有效去除颗粒和薄膜材料，然而，由于高温化学液很难回收，单片硅片清洗在使用高温化学液时具有局限性，例如温度高于90℃的SPM。
批量清洗和单片硅片清洗都有他们各自的优点与缺点，因此，发明一种结合了批量清洗和单片硅片清洗的优点的新的装置和方法将为集成电路制造工艺做出巨大贡献。
发明内容
因此，本发明提供了一种装置和方法，确保硅片从一个清洗槽到其他清洗槽的过程中，硅片是浸没在化学液中。
根据本发明的一个实施例，该装置包括一个内槽；至少一个隔板，将内槽分成两个装满化学液的清洗槽；装配有至少一对末端执行器的第一机械手，用于抓取硅片并将硅片从第一清洗槽传递到第二清洗槽；其中，每个清洗槽的底部设有一个用于保持硅片的硅片保持架，隔板设有至少一个插槽；其中，第一机械手抓取硅片并将硅片从第一清洗槽穿过插槽传递到第二清洗槽的过程中，保持硅片浸没在化学液中。
根据本发明的一个实施例，一种清洗半导体硅片的方法包括以下步骤：
将至少一片硅片放置在装满化学液的第一清洗槽内的硅片保持架上；
所述硅片在第一清洗槽内处理完后，将所述硅片从第一清洗槽传递到第二清洗槽，所述硅片在传递过程中浸没在化学液中；以及
所述硅片在第二清洗槽内处理完后，将所述硅片从第二清洗槽取出。
本发明利用隔板上的多个插槽传递硅片，确保硅片从第一个清洗槽到另一个清洗槽的过程中浸没在化学液中。
附图说明
图1A-1C为清洗半导体硅片的装置的实施例在硅片传递过程中的截面图；
图2A为具有一个插槽的隔板的一种实施例的截面图；
图2B为在门打开状态下具有一个插槽的隔板的一种实施例；
图2C为在门关闭状态下具有一个插槽的隔板的一种实施例；
图3A为具有多个插槽的隔板的另一种实施例的截面图；
图3B为在门打开状态下具有多个插槽的隔板的另一种实施例；
图3C为在门关闭状态下具有多个插槽的隔板的另一种实施例；
图4A为具有竖直插槽的隔板和与插槽相配的机械手的侧视图；
图4B为具有水平插槽的隔板和与插槽相配的机械手的侧视图；
图4C为具有与水平方向有一定角度的插槽的隔板和与插槽相配的机械手的侧视图；
图5为具有外部清洗槽的装置的实施例的截面图；
图6A为清洗半导体硅片的装置的实施例在清洗过程中的截面图；
图6B为清洗半导体硅片的装置的实施例的磁驱动结构在清洗过程中的侧视图；
图7为根据本发明的清洗半导体硅片的装置的另一种实施例的截面图；
图8A-8F为清洗半导体硅片的方法的一种实施例；
图9A-9C为清洗半导体硅片的方法的另一种实施例。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，以下所述实施例只是用来说明本发明，而不是用来限制本发明。
图1A为根据本发明的清洗半导体硅片的装置的一个实施例的截面图。该清洗半导体硅片的装置包括一个内槽1001；至少一个隔板1002，将内槽1001分成两个装满化学液的清洗槽；装配有至少一对末端执行器1051的第一机械手1005，用于抓取硅片并将硅片从第一清洗槽1011传递到第二清洗槽1012；其中，每个清洗槽的底部设有一个用于保持硅片的硅片保持架1003，隔板1002设有至少一个插槽1004；其中，第一机械手1005抓取硅片并将硅片从第一清洗槽1011穿过插槽1004传递到第二清洗槽1012，在此过程中，保持硅片浸没在化学液中。硅片保持架1003能够前后移动。
清洗槽内的化学液为高温SPM，SPM的温度在80℃-250℃。不同清洗槽内的化学液温度相同或不同。SPM为H2SO4和H2O2的混合物，且H2O2和H2SO4的比例为1:1至1:100。不同清洗槽内的化学液浓度相同或不同。
为了避免第一清洗槽1011内的脏化学液流向第二清洗槽1012，两个清洗槽有液位差，即第一清洗槽1011的液面高度低于第二清洗槽1012的液面高度。由于第一清洗槽1011和第二清洗槽1012之间存在液位差，第二清洗槽1012内的化学液压P2高于第一清洗槽1011内的化学液压P1，第一清洗槽1011和第二清洗槽1012之间形成压差△P＝P2-P1>0，P2>P1。由于压差△P，第二清洗槽1012内的化学液将流向第一清洗槽1011。第二清洗槽1012设有一个用于向第二清洗槽1012供新鲜化学液的进口1013，以保持两个清洗槽之间存在液位差。
该装置还包括一个外槽1006。每个清洗槽通过循环系统分别和外槽1006连接。与第一清洗槽1011相连接的循环系统包括第一进液口1071、第一出液口1072、第一泵1073和第一过滤器1074。第一进液口1071位于第一清洗槽1011的底部，第一出液口1072位于外槽1006的底部。与第二清洗槽1012相连接的循环系统包括第二进液口1081、第二出液口1082、第二泵1083、第二过滤器1084和阀门1085。第二进液口1081位于第二清洗槽1012的底部，第二出液口1082位于外槽1006的底部，阀门1085与隔板1002内的液体通道1042相连接，用于控制化学液的供给。在清洗过程中，第一清洗槽1011内的化学液变得越来越脏，第一清洗槽1011内的脏化学液溢出流到外槽1006，外槽1006内的脏化学液通过第一出液口1072流入循环系统，循环系统通过第一过滤器1074净化脏化学液，干净的化学液将通过第一进液口1071重新回到第一清洗槽1011内。通过这种方式，清洗槽内的化学液始终保持干净。进一步，隔板1002的高度不低于清洗槽的高度，以避免两个清洗槽之间交叉污染。
外槽1006还包括传感器1061和位于传感器1061下方的排液口1062。传感器1061用于检测外槽1006内的化学液的液位。进口1013不断地向第二清洗槽1012供应新鲜化学液，第二清洗槽1012内的化学液流向第一清洗槽1011，接着第一清洗槽1011内的化学液溢出到外槽1006。当传感器1061检测到液位上升到设定的高度时，排液口1062将被打开并排出化学液直到液位低于设定的高度。
图1A-1C描述了第一机械手1005的工作过程。在清洗工艺完成后，将第一机械手1005放置到两个相邻的清洗槽，每对末端执行器1051穿过两个相邻的清洗槽。多对末端执行器1051同时抓取硅片，第一机械手1005将硅片拉升到特定高度，接着硅片随第一机械手1005一起水平移动，使硅片从第一清洗槽1011穿过隔板1002上的插槽1004到达第二清洗槽1012。第一机械手1005使硅片下降并将硅片放置在第二清洗槽1012内的硅片保持架1003上。
具有插槽1004的隔板1002防止硅片从一个清洗槽到另一个清洗槽的传递过程中暴露在非液相环境中，但是第一清洗槽1011内的脏化学液会通过插槽1004流向第二清洗槽1012。图2A为具有一个插槽2004的隔板1002的一种实施例的截面图。插槽2004至少有一面侧壁上设有一排喷头2041，喷头2041喷出的化学液由第二清洗槽提供，具体地，从循环系统通过液体通道2042向喷头2041供应化学液，且循环系统的阀保持开启。当硅片穿过插槽2004时，喷头2041向硅片的两面喷洒新鲜化学液。此外，喷头2041喷出的化学液形成液帘挡住插槽2004，液帘能够阻止脏化学液通过插槽2004流向干净化学液。两个清洗槽之间的压差也能有利于减少脏化学液从第一清洗槽1011流向第二清洗槽1012。为了进一步挡住插槽2004以避免脏化学液流向干净化学液，该装置还包括插槽门2043，如图2B和图2C。插槽门2043由驱动设备驱动以密封或打开插槽2004。当硅片被处理完毕后，打开插槽门2043，然后喷头2041喷洒化学液并一个接一个的传递硅片。其他情况下，关闭插槽门2043。
图3A为具有多个插槽3004的隔板3002的另一种实施例的截面图。每个插槽3004的侧壁设有一排喷头3041，从循环系统通过液体通道3042向喷头3041供应化学液，且循环系统的阀保持开启。当硅片穿过插槽3004时，喷头3041向硅片的两面喷洒新鲜化学液。此外，喷头3041喷出的化学液形成液帘挡住插槽3004，液帘能够阻止脏化学液通过插槽3004流向干净化学液。两个清洗槽之间的压差也能有利于减少脏化学液从第一清洗槽流向第二清洗槽。为了进一步挡住所有插槽3004以避免脏化学液流向干净化学液，该装置还包括插槽门3043，如图3B和图3C。插槽门3043设有多个开口3044，且开口3044的数量不少于隔板3002上的插槽3004的数量，开口3044的大小不小于隔板3002上的插槽3004的大小。插槽门3043由驱动设备驱动以密封或打开插槽3004。当硅片被处理完毕后，移动插槽门3043直到开口3044与插槽3004重叠，然后喷头3041喷洒化学液并传递硅片。其他情况下，插槽3004与开口3044错开。
如果第一机械手装配有一对末端执行器，那么硅片一片接一片的传递。为了加快传递效率，末端执行器的对数与硅片的数量相同，即所有硅片可以一次传递。优选的，末端执行器的对数为5到25对。第一机械手的形状像一个耙子，如图4A-4C。第一机械手包括用于驱动第一机械手上升下降的驱动设备4052。第一机械手用来抓取硅片并将硅片从第一清洗槽传递到第二清洗槽。第一机械手的形状有利于每对末端执行器4051穿过插槽，因此，末端执行器4051的对数不能多于插槽的数量。图4A-4C为具有不同方向插槽的隔板和与插槽相配的机械手的侧视图。图4A所示插槽4004为竖直的，且末端执行器4051的方向也是竖直的。末端执行器4051的数量为5对，且插槽4004的数量是5个。在这种情况下，硅片竖直放置在硅片保持架上，进液口位于清洗槽的底部。图4B所示插槽4004为水平的，且末端执行器4051的方向也是水平的。末端执行器4051的数量为5对，且插槽4004的数量是5个。在这种情况下，硅片水平放置在硅片保持架上，进液口位于清洗槽的侧壁。图4C所示插槽4004为与水平方向呈一定角度，且末端执行器4051的方向与插槽4004相同。末端执行器4051的数量为5对，且插槽4004的数量是5个。在这种情况下，硅片放置在硅片保持架上且与水平方向呈一定角度，硅片与水平方向的角度与插槽4004与水平方向的角度相同，进液口与水平方向呈一定角度。
考虑到第一机械手只能将硅片提升到一定高度，该装置还包括用于装载和卸载硅片的第二机械手5008。图5为具有外部清洗槽的装置的实施例的截面图。在清洗工艺开始前，使用第二机械手5008将硅片放置在清洗槽内的硅片保持架5003上。在整个清洗工艺完成后，使用第二机械手5008将硅片从清洗槽中取出。第二机械手5008在非工作状态下放置在外部清洗槽5009内。外部清洗槽5009的侧壁设有多个喷嘴5091喷洒去离子水或新鲜化学液以冲洗第二机械手5008。外部清洗槽的5009的底部设有排放口5092，用于排出脏化学液。外部清洗槽5009还可以用于清洗第一机械手5005。
图6A为清洗硅片的装置的实施例在清洗过程中的截面图。每个清洗槽设有盖板6110，避免在清洗过程中化学液泄露或化学蒸汽弥漫到装置的其他区域。盖板6110设有一个汽缸6101，用于驱动盖板6110上下移动。由于液体从进液口喷出并流出清洗槽，液体循环流动会引起硅片保持架上的硅片振动，振动导致硅片在硅片保持架上上下弹跳，从而导致硅片和硅片保持架之间的接触点处出现缺陷。为了解决这个问题，硅片用三根棍状物6111锁住，三根棍状物6111中的一根与盖板6110连接，因此与盖板6110相连接的棍状物6111向下压住硅片从而把硅片固定在硅片保持架上。另外两根棍状物6111位于硅片保持架上，在水平方向上锁定硅片。在清洗过程中，硅片和两根棍状物的接触点会产生相对运动而导致缺陷。为了减少这种缺陷，与盖板6110相连接的棍状物6111作为转动滚轮由转动机构6112驱动转动，其他棍状物作为从动滚轮转动，进而带动硅片一起转动，如图6A。转动机构6112设有磁性部件6121，磁性部件6121由磁性材料制成。磁性部件6121插入外槽6006，磁性部件6121的四周设有多个隔墙6122以形成特定的空间，避免化学液接触磁性部件6121。与盖板6110相连接的棍状物6111靠近磁性部件6121的一端由磁性材料制成，与盖板6110相连接的棍状物6111和磁性部件6121使用具有相同特性的磁性材料。转动磁性部件6121以驱动棍状物6111转动，通过棍状物6111的转动带动硅片转动。
图7为根据本发明的清洗半导体硅片的装置的另一种实施例的截面图。清洗半导体硅片的装置包括具有隔板7002的内槽7001，隔板7002将内槽7001分成两个装满化学液的清洗槽；设于每个清洗槽底部的硅片保持架7003，用于保持硅片；隔板7002设有至少一个插槽7004；装配有至少一对末端执行器7051的机械手7005，用于抓取至少一片硅片从第一清洗槽穿过插槽7004传递到第二清洗槽，且保持硅片浸没在化学液中。插槽7004穿透隔板7002的上部，使机械手7005可以装载和卸载硅片。
图8A-8F为硅片清洗方法的一种实施例。一种硅片清洗方法，包括：
将至少一片硅片放置在装满化学液的第一清洗槽8011内的硅片保持架上；
所述硅片在第一清洗槽8011内处理完成后，将所述硅片从第一清洗槽8011传递到第二清洗槽8012，且所述硅片在传递过程中浸没在化学液中；
所述硅片在第二清洗槽8012内处理完成后，将所述硅片从第二清洗槽8012取出。
如图8A-8F所示，硅片的传递方式为一片接一片的将硅片从第一清洗槽8011传递到第二清洗槽8012。在传递过程中，在第一清洗槽8011和第二清洗槽8012之间喷洒化学液以形成液帘。
图9A-9C为硅片清洗方法的另一种实施例。一种硅片清洗方法，包括：
将至少一片硅片放置在装满化学液的第一清洗槽9011内的硅片保持架上；
所述硅片在第一清洗槽9011内处理完成后，将所述硅片从第一清洗槽9011传递到第三清洗槽9013；
所述硅片在第三清洗槽9013内处理完成后，将所述硅片从第三清洗槽9013传递到第二清洗槽9012，且所述硅片在传递过程中浸没在化学液中；
所述硅片在第二清洗槽9012内处理完成后，将所述硅片从第二清洗槽9012取出。
如图9A-9C所示，硅片的传递方式为一次将所有硅片从一个清洗槽传递到另一个清洗槽。在硅片的传递过程中，在每两个清洗槽之间喷洒化学液以形成液帘。

Claims (35)

1.一种清洗半导体硅片的装置，其特征在于，包括：
内槽；
至少一个隔板，将内槽分成至少两个装满化学液的清洗槽；
装配有至少一对末端执行器的第一机械手，用于抓取硅片并将硅片从第一清洗槽传递到第二清洗槽，第一清洗槽的液面高度低于第二清洗槽的液面高度；
其中，每个清洗槽的底部设有一个用于保持硅片的硅片保持架，所述隔板设有至少一个插槽；其中，第一机械手抓取硅片并将硅片从第一清洗槽穿过插槽传递到第二清洗槽的过程中，保持硅片浸没在化学液中。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，化学液为SPM，且SPM的温度在80℃-250℃。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，SPM为H2SO4和H2O2的混合物，且H2O2和H2SO4的比值为1:1到1:100。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第一清洗槽内的化学液和第二清洗槽内的化学液具有相同温度。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第一清洗槽内的化学液和第二清洗槽内的化学液具有不同温度。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第一清洗槽内的化学液和第二清洗槽内的化学液浓度相同。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第一清洗槽内的化学液和第二清洗槽内的化学液浓度不同。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一个外槽，每个清洗槽与外槽相连接，化学液通过循环系统循环返回到各清洗槽。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，循环系统包括一个位于清洗槽内的进液口。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，进液口位于清洗槽的底部。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，进液口位于清洗槽的侧壁。
12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，进液口与水平方向呈一定角度。
13.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第二清洗槽设有进口用于提供化学液。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，外槽还包括传感器和位于传感器下方的排液口，传感器用于检测外槽内的化学液的液位。
15.如权利要求1所述的装置，其特征在于，隔板的高度不低于清洗槽的高度。
16.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第二清洗槽内的化学液比第一清洗槽内的化学液新鲜。
17.如权利要求1所述的装置，其特征在于，插槽至少有一面侧壁上设有一排喷头，用于喷洒化学液以形成液帘。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，喷头喷出的化学液由第二清洗槽提供。
19.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一个用于密封或打开插槽的插槽门。
20.如权利要求1所述的装置，其特征在于，末端执行器的对数不多于插槽的个数。
21.如权利要求1所述的装置，其特征在于，装配有多于一对末端执行器的第一机械手的形状像一个耙子。
22.如权利要求1所述的装置，其特征在于，末端执行器的数量为1至25对。
23.如权利要求1所述的装置，其特征在于，硅片保持架前后移动。
24.如权利要求1所述的装置，其特征在于，插槽为竖直方向。
25.如权利要求1所述的装置，其特征在于，插槽为水平方向。
26.如权利要求1所述的装置，其特征在于，插槽与水平方向呈一定角度。
27.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一个盖板及三根棍状物，其中，与盖板相连接的棍状物向下压住硅片从而把硅片固定在硅片保持架上。
28.如权利要求27所述的装置，其特征在于，三根棍状物中的另外两根棍状物位于硅片保持架上，在水平方向上锁定硅片。
29.如权利要求28所述的装置，其特征在于，与盖板相连接的棍状物作为转动滚轮由转动机构驱动转动，其他棍状物作为从动滚轮转动，进而带动硅片一起转动。
30.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括用于装载和卸载硅片的第二机械手。
31.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括用于清洗第一机械手的外部清洗槽。
32.如权利要求1所述的装置，其特征在于，插槽穿透隔板的上部。
33.一种清洗半导体硅片的方法，包括：
将至少一片硅片放置在装满化学液的第一清洗槽内的硅片保持架上；
所述硅片在第一清洗槽内处理完成后，将所述硅片从第一清洗槽传递到第二清洗槽，且硅片在传递过程中浸没在化学液中；
所述硅片在第二清洗槽内处理完成后，将所述硅片从第二清洗槽取出，其中，第一清洗槽的液面高度低于第二清洗槽的液面高度。
34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，还包括步骤：当所述硅片在第一清洗槽内处理完成后，先将硅片从第一清洗槽传递到第三清洗槽，当硅片在第三清洗槽内处理完成后，再将硅片从第三清洗槽传递到第二清洗槽。
35.如权利要求33所述的方法，其特征在于，还包括步骤：喷洒化学液进而在第一清洗槽和第二清洗槽之间形成液帘。
CN201780094367.6A 2017-09-08 2017-09-08 清洗半导体硅片的方法及装置 Active CN111095512B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2017/100983 WO2019047140A1 (en) 2017-09-08 2017-09-08 METHOD AND APPARATUS FOR CLEANING A SEMICONDUCTOR WAFER

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111095512A CN111095512A (zh) 2020-05-01
CN111095512B true CN111095512B (zh) 2024-01-26

Family

ID=65634707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780094367.6A Active CN111095512B (zh) 2017-09-08 2017-09-08 清洗半导体硅片的方法及装置

Country Status (6)

Country Link
US (2) US11335550B2 (zh)
JP (1) JP7055467B2 (zh)
KR (1) KR102414340B1 (zh)
CN (1) CN111095512B (zh)
SG (1) SG11202001663XA (zh)
WO (1) WO2019047140A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT3840024T (pt) * 2019-12-20 2022-04-12 Semsysco Gmbh Módulo para o tratamento químico de um substrato
US20210407824A1 (en) * 2020-06-30 2021-12-30 Applied Materials, Inc. Spm processing of substrates
JP2022138907A (ja) * 2021-03-11 2022-09-26 キオクシア株式会社 基板洗浄装置および基板洗浄方法
CN113695308B (zh) * 2021-07-20 2023-01-13 山东力冠微电子装备有限公司 一种半导体晶圆前处理系统
EP4300556A1 (de) * 2022-06-27 2024-01-03 Siltronic AG Abdeckung für ein reinigungsmodul zum reinigen einer halbleiterscheibe und verfahren zum reinigen einer halbleiterscheibe in einer reinigungsstrasse
CN117457571B (zh) * 2023-11-16 2024-04-19 江苏星辉半导体有限公司 一种半导体电器元件晶圆加工酸洗装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5341825A (en) * 1990-10-16 1994-08-30 Nippon Steel Corporation Liquid overflow tank combined with partition isolating two chambers
JP2003077882A (ja) * 2001-08-31 2003-03-14 Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd 洗浄乾燥装置
CN101722158A (zh) * 2009-12-03 2010-06-09 北京有色金属研究总院 一种用于槽式清洗机的补液方法
CN102956470A (zh) * 2011-08-25 2013-03-06 大日本网屏制造株式会社 基板处理装置
CN104813438A (zh) * 2012-11-28 2015-07-29 盛美半导体设备（上海）有限公司 半导体硅片的清洗方法和装置
CN204996772U (zh) * 2015-06-29 2016-01-27 上海华力微电子有限公司 一种兆声波槽

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5271871A (en) * 1975-12-11 1977-06-15 Nec Corp Washing apparatus
JPS587830A (ja) * 1981-07-08 1983-01-17 Hitachi Ltd 薄片状物品の洗浄方法及び装置
US4736758A (en) * 1985-04-15 1988-04-12 Wacom Co., Ltd. Vapor drying apparatus
JP3559099B2 (ja) * 1995-06-09 2004-08-25 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置
JP4421686B2 (ja) * 1996-06-24 2010-02-24 インテルウニフェルシテール ミクロエレクトロニカ セントルム フェライニジンク ゾンダ ウィンストベヤーク 平坦な基材を湿式でクリーニングまたはエッチングするための装置および方法
US6138694A (en) * 1998-03-06 2000-10-31 Scp Global Technologies Multiple stage wet processing platform and method of use
JP2001291698A (ja) * 2000-04-10 2001-10-19 Nec Corp 処理装置および処理方法
JP4565718B2 (ja) * 2000-09-11 2010-10-20 アプリシアテクノロジー株式会社 ウエハ洗浄装置
JP2003203856A (ja) 2001-10-23 2003-07-18 Ums:Kk 有機被膜の除去方法
US6845779B2 (en) * 2001-11-13 2005-01-25 Fsi International, Inc. Edge gripping device for handling a set of semiconductor wafers in an immersion processing system
US6808589B2 (en) * 2002-06-14 2004-10-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd Wafer transfer robot having wafer blades equipped with sensors
US7584760B2 (en) * 2002-09-13 2009-09-08 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Substrate processing apparatus
US7087117B2 (en) * 2002-11-15 2006-08-08 Ebara Corporation Substrate processing apparatus and substrate processing method
WO2005034227A1 (en) * 2003-10-08 2005-04-14 Semes Co., Ltd Facility with multi-storied process chamber for cleaning substrates and method for cleaning substrates using the facility
JP2006114884A (ja) * 2004-09-17 2006-04-27 Ebara Corp 基板洗浄処理装置及び基板処理ユニット
US20060201532A1 (en) * 2005-03-14 2006-09-14 Applied Materials, Inc. Semiconductor substrate cleaning system
JP4954728B2 (ja) * 2007-01-26 2012-06-20 東京エレクトロン株式会社 ゲートバルブの洗浄方法及び基板処理システム
US20090320875A1 (en) * 2008-06-25 2009-12-31 Applied Materials, Inc. Dual chamber megasonic cleaner
US9595457B2 (en) * 2008-12-12 2017-03-14 Acm Research (Shanghai) Inc. Methods and apparatus for cleaning semiconductor wafers
JP2011230097A (ja) * 2010-04-30 2011-11-17 Yokogawa Denshikiki Co Ltd 洗浄装置
JP5562189B2 (ja) * 2010-09-22 2014-07-30 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
JP5890198B2 (ja) * 2011-03-25 2016-03-22 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置及び基板処理方法
CN103380483B (zh) * 2011-04-25 2016-11-02 株式会社尼康 基板处理装置
JP5792094B2 (ja) * 2012-02-24 2015-10-07 東京エレクトロン株式会社 液処理装置、液処理方法および液処理方法を実行するためのコンピュータプログラムが記録された記録媒体
CN202655283U (zh) * 2012-04-23 2013-01-09 江苏爱多光伏科技有限公司 一种多级循环清洗设备
TWI630652B (zh) * 2014-03-17 2018-07-21 斯克林集團公司 基板處理裝置及使用基板處理裝置之基板處理方法
TWI604522B (zh) * 2014-05-16 2017-11-01 Acm Res (Shanghai) Inc Semiconductor wafer cleaning method and device
US9829249B2 (en) * 2015-03-10 2017-11-28 Mei, Llc Wafer dryer apparatus and method
TWM515418U (zh) * 2015-07-27 2016-01-11 盟立自動化股份有限公司 用來清洗平板構件之槽體
JP6456792B2 (ja) * 2015-08-07 2019-01-23 東京エレクトロン株式会社 基板液処理装置、基板液処理方法及び記憶媒体
US11037805B2 (en) * 2018-11-23 2021-06-15 Nanya Technology Corporation Wafer cleaning apparatus and method of cleaning wafer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5341825A (en) * 1990-10-16 1994-08-30 Nippon Steel Corporation Liquid overflow tank combined with partition isolating two chambers
JP2003077882A (ja) * 2001-08-31 2003-03-14 Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd 洗浄乾燥装置
CN101722158A (zh) * 2009-12-03 2010-06-09 北京有色金属研究总院 一种用于槽式清洗机的补液方法
CN102956470A (zh) * 2011-08-25 2013-03-06 大日本网屏制造株式会社 基板处理装置
CN104813438A (zh) * 2012-11-28 2015-07-29 盛美半导体设备（上海）有限公司 半导体硅片的清洗方法和装置
CN204996772U (zh) * 2015-06-29 2016-01-27 上海华力微电子有限公司 一种兆声波槽

Also Published As

Publication number Publication date
JP7055467B2 (ja) 2022-04-18
US20210166933A1 (en) 2021-06-03
US11335550B2 (en) 2022-05-17
KR102414340B1 (ko) 2022-06-29
JP2020533789A (ja) 2020-11-19
US20220246420A1 (en) 2022-08-04
CN111095512A (zh) 2020-05-01
KR20200047597A (ko) 2020-05-07
SG11202001663XA (en) 2020-03-30
US11955328B2 (en) 2024-04-09
WO2019047140A1 (en) 2019-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111095512B (zh) 清洗半导体硅片的方法及装置
US7404407B2 (en) Substrate processing apparatus
EP1039506B1 (en) Apparatus for cleaning and drying substrates
KR100271772B1 (ko) 반도체 습식 식각설비
JP5122265B2 (ja) 基板処理装置および基板処理方法
JP2003007664A (ja) 枚葉式基板洗浄方法および枚葉式基板洗浄装置
KR20140029095A (ko) 기판 처리 방법
KR100797081B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR101021544B1 (ko) 기판 처리 장치 및 그의 기판 처리 방법
KR20080009838A (ko) 기판 처리 장치 및 방법
TWI837116B (zh) 清洗半導體矽片的方法和裝置
KR101052821B1 (ko) 기판 처리 장치 및 그 방법
KR20040008059A (ko) 기판 세정 방법 및 이를 이용한 기판 세정 장치
KR100992651B1 (ko) 매엽식 기판 처리 장치 및 그 방법
TW202034423A (zh) 清洗半導體矽片的方法和裝置
JP3910757B2 (ja) 処理装置及び処理方法
JP2000133629A (ja) 基板処理装置および方法
KR100789886B1 (ko) 기판 세정 장치 및 방법
KR102161794B1 (ko) 부품 세정 장치 및 방법
KR102193031B1 (ko) 기판처리장치 및 방법
KR102137876B1 (ko) 개폐식 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP2009218617A (ja) 基板処理装置および基板処理方法
KR100481157B1 (ko) 기판 건조 방법 및 장치
KR102008305B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101394088B1 (ko) 반도체 세정장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant