CN1941292A

CN1941292A - 半导体晶圆片的清洗方法及其清洗设备

Info

Publication number: CN1941292A
Application number: CN 200610096104
Authority: CN
Inventors: 潘之炜; 王荣华; 万辉
Original assignee: Wuxi China Resources Huajing Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Wuxi China Resources Huajing Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2006-09-18
Filing date: 2006-09-18
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2026-09-18
Also published as: CN100385629C

Abstract

本发明涉及一种半导体晶圆片的清洗方法及其清洗设备，属于湿法腐蚀工序中的设备。其主要采用腐蚀槽、喷淋式预冲槽和阶梯式高低冲水槽配套使用，组成一组设备(系统)，用于半导体晶圆片生产过程中湿法腐蚀、去胶、清洗。本发明采用一根水管的纯水能同时清洗两批圆片，而且能使圆片表面得到充分的清洗，以确保清洗干净；减少了工艺过程中的安全隐患，避免了水污染和酸迹；原预冲槽的进水方式由底部进水改为喷淋式预冲槽顶部边缘进水，水通过边缘上孔后斜喷入槽中，喷水压力有所加大，且方向集中，对圆片的冲洗更为彻底，能改善湿法腐蚀的冲水效果；阶梯式高低冲水槽组成一体，纯水从高端进入，并从顶部和底部流到低端继续使用，可以节省一半纯水。

Description

半导体晶圆片的清洗方法及其清洗设备

技术领域

本发明涉及一种半导体晶圆片的清洗方法及其清洗设备，具体地说是用于半导体晶圆片生产过程中湿法腐蚀、去胶、清洗等工序的冲水，属于湿法腐蚀工序中的设备。

背景技术

目前，用于半导体晶圆生产过程中湿法腐蚀、去胶、清洗等工序的冲水四个冲水槽采用一字排开，并紧靠在一起，由腐蚀槽→预冲槽→两只溢流槽组成一组，也可采用左右各一组，在腐蚀槽上装有升降机。每个冲水槽单独使用一根进水管(后部)，溢流槽后面接N2(氮气)管，在冲水清洗时鼓泡以保护圆片。腐蚀后的圆片经过预冲后再在任何一个溢流槽中进一步冲洗。冲水流程为：半导体晶圆片经腐蚀槽→预冲槽→两只溢流槽→甩干。该种冲水槽的结构及清洗方法存在的问题为：1、从腐蚀槽中取出的圆片经预冲后必须越过溢流槽的上方才能到达预冲槽，其间存在酸水滴洒在槽中的可能，从而有污染冲水槽的隐患；如果要避免这种情况的发生，操作人员必须特意绕开溢流槽的上方，这样做不符合操作习惯，给实际工作带来不便。2、四个水槽紧靠在一起，且高度相当，当有两批以上的圆片同时冲水时溢出的水很容易漫入旁边的水槽而造成互相污染。3、每一个冲水槽单独使用一根进水管，纯水用量较大。4、原有的预冲槽从底部进水，通过底部小孔和顶部溢出的方式排水，对圆片的预冲洗能力有限。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种腐蚀槽、喷淋式预冲槽、阶梯式高低冲水槽两只组成一组；原预冲槽的进水方式由底部进水改为喷淋式预冲槽顶部边缘进水，水通过边缘上孔后以一定角度斜喷入槽中，喷水压力有所加大，且方向集中，对圆片的冲洗更为彻底，能改善湿法腐蚀的冲水效果；阶梯式高低冲水槽组成一体，纯水从高端进入，并从顶部和底部流到低端继续使用，可以节省一半纯水的半导体晶圆片的清洗设备。

本发明的另一个目的是将原一步法改为两步清洗，一根水管的纯水能同时清洗两批圆片，而且能使圆片表面得到充分的清洗，以确保清洗干净。

本发明的主要解决方案是这样实现的：

本发明半导体晶圆片采用以下清洗方法：

1、将待作业的半导体晶圆片放入腐蚀槽中，腐蚀槽液体温度28～32℃；

2、在作业腐蚀完成前8～12秒钟，打开喷淋式预冲槽的纯水开关，阶梯式冲水槽的纯水开关和氮气开关；从腐蚀槽中取出半导体晶圆片放入喷淋式预冲槽中上下提拉4～6次，时间为8～12秒钟；

3、再把半导体晶圆片放入阶梯式低冲水槽内冲水4～5分钟；

4、然后将半导体晶圆片转移到阶梯式高冲水槽内继续冲水4～5分钟，最后取出，在离心干燥机内以880～920转/分钟的速度甩干5～6分钟。

本发明中喷淋式预冲槽、阶梯式高低冲水槽内水的电阻率为10～15兆欧米。

本发明半导体晶圆片清洗设备采用腐蚀槽、喷淋式预冲槽、阶梯式高低冲水槽组成一个系统，阶梯式高低冲水槽前后阶梯式排列，喷淋式预冲槽连接进水管、阶梯式高低冲水槽上连接进水管。

本发明阶梯式低冲水槽底部设置排水孔；阶梯式高冲水槽上设有流水槽。

本发明喷淋式预冲槽顶部边缘四周设有储水室，边缘斜面上设置喷水孔向槽内斜喷水。在预冲槽体的底部设置排水孔。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

1、优化了作业流程，避免了水污染。将原水平排列的溢流槽改为前后阶梯式排列，并比预冲槽高出一点，避免了圆片转移过程中酸水对纯水的污染；使用时，如左右各安放一组阶梯式冲水槽，两组阶梯式冲水槽之间留有一定的空间，可避免槽中漫出的水互相污染。

2、节约了纯水用量。原来的清洗方式采用一步清洗法，每个溢流槽单独使用一根进水管，只能清洗一批圆片；现在的阶梯式冲水槽从高端的一个水槽进水，低端的冲水槽使用高端的水槽流过来的水，不另外用进水管，其水的电阻率能满足初步冲洗的要求；即采用这种两步清洗法，现在一根水管的纯水能同时清洗两批圆片，在满负荷作业的情况下可以节省约一半的纯水用量。

3、改进了预冲槽的结构。将原预冲槽的进水方式由底部进水改为顶部边缘进水，水通过小孔后以一定角度斜喷入槽中，喷水压力有所加大，且方向集中，对圆片的冲洗更为彻底。

附图说明

图1为本发明结构使用状态示意图。

图2为本发明喷淋式预冲槽结构示意图。

图3为本发明阶梯式冲水槽结构示意图。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

实施例一：

本发明主要采用腐蚀槽1、喷淋式预冲槽2、阶梯式高低冲水槽7、3两只组成一组(系统)为左阶梯式冲水槽，各自独立。使用时可采用左右阶梯式冲水槽两组同时使用。左阶梯式冲水槽与右阶梯式冲水槽(腐蚀槽、喷淋式预冲槽、阶梯式高低冲水槽)之间摆放留有空间，可避免槽中漫出的水互相污染。阶梯式高低冲水槽7、3前后阶梯式排列，腐蚀槽1、喷淋式预冲槽2、阶梯式高低冲水槽3上后面分别连接进水管4、进气管5，腐蚀槽1上配制升降机6，升降机6在作业过程中将半导体晶圆片不断的升降。进气管5为N2(氮气)管，在冲水时鼓泡以保护半导体晶圆片。

本发明喷淋式预冲槽2顶部边缘四周为储水室8，水从边缘斜面上的小孔9向槽内斜喷；排水孔10设置在喷淋式预冲槽2的底部。

本发明阶梯式低冲水槽3底部设置排水孔12；阶梯式高冲水槽7上设有流水槽11。

本发明半导体晶圆片清洗方法采用以下工艺步骤：

本发明将待作业的半导体晶圆片根据种类按照工艺要求放入腐蚀槽中(左腐蚀槽液体温度28℃，右腐蚀槽液体温度40～44℃)，打开升降机开关，用秒表开始计时；在作业过程中半导体晶圆片会不断的升降，露出腐蚀液面时可以通过观察其表面的腐蚀程度来确定作业的总时间。

在作业腐蚀完成前8秒钟，打开喷淋式预冲槽的纯水开关，阶梯式冲水槽的纯水开关和氮气开关(均要求开到流量计的指定位置)；从腐蚀槽中取出半导体晶圆片放入喷淋式预冲槽中上下提拉4次，时间为8秒钟。再把半导体晶圆片放入阶梯式低冲水槽内冲水4分钟。然后将半导体晶圆片转移到阶梯式高冲水槽内继续冲水4分钟，最后取出，在离心干燥机内以880转/分钟的速度甩干5分钟。

另一组(系统)右阶梯式冲水槽中半导体晶圆片采用上述相同清洗方法清洗。冲水流程为：左腐蚀槽→左预冲槽→阶梯式低冲水槽→阶梯式高冲水槽→甩干。右腐蚀槽→右预冲槽→阶梯式低冲水槽→阶梯式高冲水槽→甩干。本发明实施例中阶梯式冲水槽共有左右两组，每一组分为高低两个，纯水从高端(后面一个)进入，并从顶部和底部流到低端(前面一个)继续使用，可以节省一半的纯水。

本发明实施例中喷淋式预冲槽、阶梯式高低冲水槽内水的电阻率为10兆欧米。在冲洗圆片8～10分钟后，槽中水的电阻率一般要求能达到10兆欧米以上。从冲洗效果来讲，这个数字越高，意味着水的电阻率越高，所含的离子浓度越低，圆片表面越干净。如果冲洗后的圆片表面残留有酸，就容易造成酸侵不良；虽然从理论上来讲延长冲水时间可以将更多的酸洗掉，但是这样会浪费大量的纯净水，而且整个流程的时间被拖延了。

采用原来的冲水槽将圆片冲水8～10分钟后测得的电阻率很难达到要求，一般只能达到6～7兆欧米，和标准相差3个数量级，如要提高到9兆欧米以上则要花费15分钟，效果并不理想。使用这种组合型冲水槽，能在10分钟之内使水的电阻率达到10兆欧米，符合要求；如果将阶梯式冲水槽也改为预冲槽的结构，则能在8分钟之内使电阻率达到10兆欧米，10分钟之内达到12兆欧米，性能优良，在节省时间和纯水用量的同时，改善了冲水的效果。

实施例二：

本发明实施例中采用实施例一中相同的左右阶梯式冲水槽两组同时使用。工艺参数如下：腐蚀槽液体温度30℃；在作业腐蚀完成前10秒钟，打开喷淋式预冲槽的纯水、阶梯式冲水槽、氮气开关开关；半导体晶圆片放入喷淋式预冲槽中上下提拉5次，时间为10秒钟；再把半导体晶圆片放入阶梯式低冲水槽内冲水4分钟；半导体晶圆片转移到阶梯式高冲水槽内继续冲水4分钟，最后取出，在离心干燥机内以880转/分钟的速度甩干5分钟。

实施例三：本发明实施例中采用实施例一、二中相同的左右阶梯式冲水槽两组同时使用。工艺参数如下：腐蚀槽液体温度32℃；在作业腐蚀完成前12秒钟，打开喷淋式预冲槽的纯水、阶梯式冲水槽、氮气开关开关；半导体晶圆片放入喷淋式预冲槽中上下提拉6次，时间为12秒钟；再把半导体晶圆片放入阶梯式低冲水槽内冲水5分钟；半导体晶圆片转移到阶梯式高冲水槽内继续冲水5分钟，最后取出，在离心干燥机内以920转/分钟的速度甩干6分钟。

本发明实施例二、三中采用上述工艺参数及实施例一中的设备清洗的半导体晶圆片同样能使电阻率达到10兆欧米以上，性能优良，在节省时间和纯水用量的同时，改善了冲水的效果。

Claims

1、一种半导体晶圆片的清洗方法，其特征是：

(1)、将半导体晶圆片放入腐蚀槽中，腐蚀槽液体温度28～32℃；

(2)、在作业腐蚀完成前8～12秒钟，打开喷淋式预冲槽的纯水开关，阶梯式冲水槽的纯水开关和氮气开关；从腐蚀槽中取出半导体晶圆片放入喷淋式预冲槽中上下提拉4～6次，时间为8～12秒钟；

(3)、再把半导体晶圆片放入阶梯式低冲水槽内冲水4～5分钟；

(4)、然后将半导体晶圆片转移到阶梯式高冲水槽内继续冲水4～5分钟，最后取出，在离心干燥机内以880～920转/分钟的速度甩干5～6分钟。

2、据权利要求1所述的半导体晶圆片的清洗方法，其特征在于所述的喷淋式预冲槽、阶梯式高低冲水槽内水的电阻率为10～15兆欧米。

3、按权利要求1所述的半导体晶圆片的清洗设备，其特征在于采用腐蚀槽(1)、喷淋式预冲槽(2)、阶梯式高低冲水槽(7、3)组成一个系统，阶梯式高低冲水槽(7、3)前后阶梯式排列，喷淋式预冲槽(2)、阶梯式高冲水槽(7)上分别连接进水管(4)。

4、根据权利要求3所述的半导体晶圆片的清洗设备，其特征在于所述的阶梯式低冲水槽(3)底部设置排水孔(12)；阶梯式高冲水槽(7)上设有流水槽(11)。

5、根据权利要求3所述的半导体晶圆片的清洗设备，其特征在于所述的喷淋式预冲槽(2)顶部边缘四周设有储水室(8)，边缘斜面上设置喷水孔(9)；底部设置排水孔(10)。