[發明專利]半導體清洗裝置和清洗半導體器件的方法

無效

• 申請號: 201010229366.8
• 申請日: 2010-07-16
• 公開（公告）號: CN101884983A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 張晨騁
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: B08B3/02
• 分類號: B08B3/02;B08B3/08
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及半導體器件清洗領域，尤其涉及半導體清洗裝置和利用其清洗半導體器件的方法。

背景技術

伴隨集成電路制造工藝的不斷進步，半導體器件的體積正變得越來越小，因此，清洗工藝所帶來的材料損失也變得越來越重要。在最先進的工藝中，每一次清洗所允許的材料損失已經達到了一個非常非常微小的數量，這對于清洗工藝而言是一個相當大的挑戰。在這其中，由于大劑量的離子注入工藝，會在光刻膠表面形成一個脫氫、非晶的碳層，因此對于經過大劑量離子注入后的光刻膠層的剝離，更是一個嚴峻的考驗。

目前業界廣泛采用去膠工藝為先適用氧等離子體對光刻膠進行灰化，然后再通過濕法清洗的方式去除表面殘余物。這種方法在前道工藝中會對于襯底材料有較多消耗，在后道金屬互連線的制造中，會對新型的低介電常數介質層造成損傷，使實際介電常數提高，影響產品性能和可靠性。同時，這種方法還將消耗大量的水，同時產生很多有毒有害的廢棄物。

超臨界流體，主要是超臨界二氧化碳，目前被業界認為是最有希望的下一代硅片清洗技術。超臨界二氧化碳有著高密度，低粘度，高擴散性，高溶解度等優點，可以克服毛細管效應，有效地清洗那些小直徑、高深寬比的通孔和溝道。同時，整個清洗過程基本不消耗水，二氧化碳可以回收再次使用，所產生的廢棄物遠遠少于現有工藝。

目前試驗性的超臨界二氧化碳清洗設備，基本上都是單片式的。如果可以有設備一次清洗多枚硅片，那將會大大提高設備效率，使這項技術更好地成為主流工藝。

發明內容

本發明解決的技術問題是：現有的超臨界二氧化碳清洗設備和清洗方法，基本上都是單片式的，不能同時清洗多片半導體器件。

為達到上述目的，本發明提供一種適用超臨界流體的半導體清洗裝置，包括：工藝腔，位于所述工藝腔內的進液管道和支架，在所述進液管道上設有多個噴嘴，在所述工藝腔底部設有排液管道，其中，所述排液管道上設有調壓器，所述支架上設有多個器件卡持部，所述支架和所述器件卡持部活動連接。

可選的，在所述半導體清洗裝置中，所述器件卡持部與水平面能夠成30度至60度的夾角。

可選的，在所述半導體清洗裝置中，所述支架的材料為PFA或PTEE。

可選的，在所述半導體清洗裝置中，所述調壓器的調壓范圍為0-200bar。

可選的，在所述半導體清洗裝置中，所述多個噴嘴分成若干噴嘴組，所述噴嘴組的數量和所述器件卡持部的數量相等。

可選的，在所述半導體清洗裝置中，每個所述噴嘴組對應一個開關，每個所述開關控制同一噴嘴組內的噴嘴同時打開或關閉。

本發明還提供半導體清洗裝置清洗半導體器件的方法，包括如下步驟：

打開所述工藝腔，將所述半導體器件豎直放置在所述器件卡持部上；

關閉所述工藝腔，調整所述工藝腔內的環境至工藝環境；

所述器件卡持部帶動所述半導體器件傾斜到一定角度；

所述噴嘴開始向所述工藝腔內噴灑超臨界流體，以清洗所述半導體器件；

清洗完畢后，調整所述工藝腔內的環境至普通環境；

打開所述工藝腔，取出所述半導體器件。

可選的，所述清洗半導體器件的方法中，所述一定角度為30度-60度。

可選的，所述清洗半導體器件的方法中，調整所述工藝環境為溫度大于32度、壓力大于80bar的環境。

可選的，所述清洗半導體器件的方法中，所述超臨界流體為添加了共溶劑和/或添加劑的二氧化碳流體。

可選的，所述清洗半導體器件的方法中，每個半導體器件上的超臨界流體的流量為0.5-2千克每分鐘。

本發明的所述半導體清洗裝置和利用其清洗半導體器件的方法，通過在所述排液管道上設置調壓器，可以很好的監測和調節所述工藝腔內的壓強，通過所述支架上設有多個器件卡持部，可以同時清洗多個半導體器件，所述支架和所述器件卡持部活動連接，可以使被清洗的半導體器件傾斜時完成清洗，超臨界流體在重力的作用下流過傾斜的半導體器件的表面，超臨界流體與半導體器件表面產生一定的相對運動，比單純浸泡更有效地去除半導體器件表面的沾污，實現一次清洗多枚硅片的目的。

附圖說明

圖1為本發明一個實施例的半導體清洗裝置。

具體實施方式

為了使本實用新型的保護范圍更加清楚易懂，下面結合本實用新型的較佳實施例對本實用新型的技術方案進行描述。