CN201104321Y - 湿法清洗中的非活性氛围装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种湿法清洗工艺中的非活性氛围装置，包括：至少一个非活性气体容器，每个容器中容纳一种非活性气体；清洗单元，该清洗单元包括：位于清洗单元上部的风机过滤单元，通过管道与上述至少一个非活性气体容器或空气相连通，用于吸入并过滤非活性气体或空气；位于清洗单元中部的清洗槽；位于清洗单元下侧的排气管，用于将清洗单元内部的气体排出；位于气体管道中的气泵，用于循环利用非活性气体；用于控制非活性氛围装置的控制板。本实用新型可以使清洗单元内部层流气体为非活性气体，从而防止活性较强的金属与空气中的氧气发生氧化反应，同时，保持了清洗单元内的纯气体氛围，从而避免空气中的不纯杂质污染晶片，以及其它非预期反应。

Description

湿法清洗中的非活性氛围装置

技术领域

本实用新型涉及一种清洁领域的清洗装置，特别是涉及一种湿法清洗工艺中的非活性氛围装置。

背景技术

随着特大规模集成电路(ULSI)的研发与生产，晶片(Wafer，或称硅片、圆片、晶圆)的线宽不断减小，而晶片直径却在不断增大。在线宽不断减小的同时，对晶片质量的要求也越来越高，特别是对硅抛光片表面质量要求越来越严格。这主要是由于抛光片表面的颗粒、金属污染、有机物污染、自然氧化膜和微粗糙度等严重地影响着ULSI的性能和成品率。因此，晶片表面清洗就成为ULSI制备中至关重要的一项工艺。

集成电路制造过程中晶片清洗的主要目的是清除晶片表面的污染和杂质，如微粒、有机物及无机金属离子等杂质。在制造过程中，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，所需的清洗工序也越多。在诸多的清洗工序中，只要其中某一工序达不到要求，则将前功尽弃，导致整批芯片的报废。

金属沾污在硅片上是以范德华引力、共价键以及电子转移等三种表面形式存在的。这种沾污会破坏薄氧化层的完整性，增加漏电流密度，影响MOS器件的稳定性，重金属离子会增加暗电流，情况为结构缺陷或雾状缺陷。

目前，传统的RCA(Radio Corporation of America，美国无线电公司)湿式化学洗净技术仍然是半导体IC工业主要的晶片清洗技术。随着更高制程技术的引进，关键颗粒变小，对于纳米级颗粒和金属离子污染的控制变得越发关键，现有的晶片清洗技术已不能满足清洗的要求。如图1所示，现有的湿法清洗机台主要是利用风机过滤单元(FFU，Fan Filter Unit)1将空气吸入并过滤，过滤后的洁净空气以适当的风速维持机台2的内部层流，以及相对于机台外部形成正压，从而保持机台内部的洁净度。如图2所示，自对准制程中，在湿法清洗去除未反应完全的金属时，由于少部分金属(如Ti，Co)去除不净，残留金属在空气氛围内，容易与氧气反应生成氧化物，该氧化物在后续的湿法清洗中很难去除干净，进而以疵点(Defect)形态保留在晶片上。以钴为例，残留的钴在晶片上形成疵点的过程如下：首先，在APM制程中，未反应完全的金属钴(Co)残留在晶片上；其次，在晶片(Wafer)脱离反应溶液的传送过程中，或者反应溶液/水排干而曝露在空气时，随着时间的增加和温度的升高，残留的钴会与空气中的氧气反应；然后，在SPM清洗制程中以及喷洗(Asjet)制程中，氧化钴难以被清洗掉；最后，钴的残留物所形成的疵点被ILD(Inter-Layer dielectric，层间电介质)覆盖后进一步凸现。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种湿法清洗中的非活性氛围装置，防止活性较强的金属与空气中的氧气发生反应，同时，纯气体的氛围也可避免空气中的不纯杂质污染晶片以及其它非预期反应。

本实用新型的上述目的及其它目的是通过以下技术方案实现的：一种湿法清洗中的非活性氛围装置，其特征在于，包括：至少一个非活性气体容器，每个容器中容纳一种非活性气体；一个清洗单元，该清洗单元包括：位于清洗单元上部的风机过滤单元，通过管道与上述至少一个非活性气体容器及或空气相连通，用于吸入并过滤非活性气体或空气，位于清洗单元中部的清洗槽，位于清洗单元下侧的排气管，用于将清洗单元内部的气体排出；位于气体管道中的气泵，用于循环利用非活性气体。

所述的清洗单元还包括一个控制单元，用于控制清洗单元。

还包括一个非活性氛围装置控制板，该非活性氛围装置控制板与非活性气体容器及控制单元电连接，用于决定哪个清洗单元在哪个步骤使用何种非活性气体或空气。

所述的清洗单元为清洗机台或清洗机台中某个清洗单元。

所述的非活性气体是氮气。

所述的非活性气体是惰性气体。

所述的排气管一端与清洗单元相连接，另一端与风机过滤单元相连接。

由于采用了本实用新型的装置，可以使机台内部层流气体为非活性气体，从而防止活性较强的金属与空气中的氧气发生氧化反应，同时，保持了机台内的纯气体氛围，从而避免空气中的不纯杂质污染晶片，以及其它非预期反应。

附图说明

图1为清洗机台内部层流示意图；

图2为自对准制程中湿法清洗去除未反应完全金属氧化的过程示意图；

图3为本实用新型一种湿法清洗中的非活性氛围装置侧视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图3所示，一种湿法清洗中的非活性氛围装置，包括至少一个非活性气体容器4，每一个非活性气体容器中可以容纳任一种非活性气体，例如氮气或其他活性较差的气体，或惰性气体中的Ar或He，此处不做限制；清洗单元，本实施例中该清洗单元具体为清洗机台2，其包括：位于清洗机台2上部的风机过滤单元1，该风机过滤单元1通过管道与上述至少一个非活性气体容器4或空气5相连通，用于吸入并过滤非活性气体或空气；位于清洗机台2中部的清洗槽6；位于清洗机台2下侧的排气管3，用于将清洗机台2内部的气体排出；位于气体管道中的气泵7，用于循环利用非活性气体；清洗机台本身的主控制单元(图中未表示)，用于控制清洗机台；主控制单元上外接\集成的非活性氛围装置控制板(图中未表示)，用于在编辑程式时，实现哪个清洗单元在什么步骤，使用何种非活性气体，需要使用多久等功能。

排气管3的另一端可以与风机过滤单元1相连通，从而使清洗机台2内的气体可以被重复利用。

参照图2，本实用新型的效果显而易见：自对准制程中，用湿法清洗去除未反应的金属过程如下：首先，在APM制程中，未反应完全的金属钴(Co)残留在硅片上；其次，在晶片(Wafer)脱离反应溶液的传送过程中，或者反应溶液/水排干而曝露在空气时，由于机台内层流气体为非活性气体，因此残留的钴不会发生氧化；在随后的SPM制程及喷洗制程中，金属钴的残留物被清洗干净。由于本实用新型使机台内保持了纯气体的氛围，因此还避免了空气中的不纯杂质污染晶片，以及其它非预期反应。

当然，本实用新型还可有其他实施例，在不背离本实用新型之精神及实质的情况下，所属技术领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种湿法清洗中的非活性氛围装置，其特征在于，包括：

至少一个非活性气体容器，每个容器中容纳一种非活性气体；

清洗单元，该清洗单元包括：

位于清洗单元上部的风机过滤单元，通过管道与上述至少一个非活性气体容器及或空气相连通，用于吸入并过滤非活性气体或空气；

位于清洗单元中部的清洗槽；

位于清洗单元下侧的排气管，用于将清洗单元内部的气体排出；

位于气体管道中的气泵，用于循环利用非活性气体。

2.根据权利要求1所述的一种湿法清洗中的非活性氛围装置，其特征在于，所述的清洗单元还包括一个控制单元，用于控制清洗单元。

3.根据权利要求2所述的一种湿法清洗中的非活性氛围装置，其特征在于，还包括一个非活性氛围装置控制板，该非活性氛围装置控制板与非活性气体容器及控制单元电连接，用于决定哪个清洗单元在哪个步骤使用何种非活性气体或空气。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的一种湿法清洗中的非活性氛围装置，其特征在于，所述的清洗单元为清洗机台或清洗机台中某个清洗单元。

5.根据权利要求4所述的一种湿法清洗中的非活性氛围装置，其特征在于，所述的非活性气体是氮气。

6.根据权利要求4所述的一种湿法清洗中的非活性氛围装置，其特征在于，所述的非活性气体是惰性气体。

7.根据权利要求4所述的一种湿法清洗中的非活性氛围装置，其特征在于，所述的排气管一端与清洗单元相连接，另一端与风机过滤单元相连接。

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